论文总字数：19551字

摘 要

染料废水是一种典型的难以生物降解有机废水，寻求稳定可靠的预处理技术是十分必要的。氧化法操作简单、降解效率高，在废水处理领域倍受关注。

本文针对橙黄Ⅱ模拟染料废水，采用FeSO₄·7H₂O和纳米作为均相体系和非均相体系的催化剂，考察催化剂投加量、使用量、初始以及反应时间四个因素对去除率的影响，采用单因素实验和正交实验，确定最佳的反应条件，并对非均相体系做催化剂重复利用实验。

实验结果表明：在均相体系中，各因素的影响主次关系为：投加量gt;初始gt;反应时间gt;催化剂投加量，最优水平组合为：使用量为5mL/L、催化剂FeSO₄·7H₂O投加量为4g/L、初始为4、反应时间为。在非均相体系中，各因素的影响主次关系为：初始gt;反应时间gt;催化剂投加量gt;投加量，最优水平组合为：投加量为5mL/L、纳米投加量为2g/L、初始为6、反应时间为。对催化剂纳米进行重复使用6次，去除率仍可达62.88%。

关键词：均相体系 非均相体系 纳米 橙黄Ⅱ

Experimental study on catalytic degradation of dye orange Ⅱ in heterogeneous system

Abstract

Dye wastewater is a typical organic wastewater that is difficult to be degraded. Therefore, seeking stable and credible pretreatment method is very necessary. Fenton oxidation process is easy to operate and has high degradation efficiency, which attracts more and more attention in the field of wastewater treatment.

In this paper, Ferrous sulfate heptahydrate and nano Fe₃O₄ were used as catalysts to construct homogeneous and heterogeneous Fenton reaction systems to degrade orange Ⅱ simulate dye wastewater. The effects of catalyst dosage, usage, initial and reaction time on the removal rate of were investigated. Through single factor and orthogonal experiments, the optimal reaction conditions were found. In addition, the catalyst reuse experiment of heterogeneous system was carried out.

The results showed that: in homogeneous system, the primary and secondary relations of the factors were: dosage gt; initial gt; reaction time gt; catalyst dosage, the optimal condition was: dosage was 5ml / L, catalyst nano Fe₃O₄ dosage was 4g/L, initial pH was 4, reaction time was 30min in heterogeneous Fenton system, The primary and secondary effects of each factor were: initial gt; reaction time gt; catalyst dosage gt; dosage. The optimal condition was: dosage was 5mL/L, nano Fe₃O₄ dosage was 2g/L, initial pH was 6, and reaction time was 30min. The removal rate of was still 62.88% when nano Fe₃O₄ were reused for 6 times.

Key words: Homogeneous Fenton system；Heterogeneous Fenton system；nano Fe₃O₄；Orange Ⅱ

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 染料废水的危害 1

1.2 染料废水的处理技术 1

1.3 Fenton氧化法 2

1.3.1 氧化法催化机理 3

1.3.2 氧化法影响因素 3

1.4 Fenton氧化法研究进展 4

1.4.1 均相体系研究现状 4

1.4.2 非均相Fenton氧化技术研究现状 5

1.5 论文研究目的及意义 6

第二章 实验材料及方法 7

2.1 实验试剂与实验仪器 7

2.1.1 实验试剂 7

2.1.2 实验仪器 7

2.1.3 橙黄Ⅱ模拟废水 7

2.2 实验方法 8

2.2.1 均相Fenton降解橙黄Ⅱ的实验 8

2.2.2 非均相Fenton实验设计 8

第三章 均相Fenton体系催化降解性能研究 9

3.1 引言 9

3.2 单因素实验 9

3.2.1 浓度的影响 9

3.2.2 催化剂投加量的影响 10

3.2.3 pH值的影响 11

3.2.4 反应时间的影响 12

3.3 正交实验 13

3.4 本章小结 14

第四章 非均相Fenton体系催化降解性能研究 15

4.1 引言 15

4.2 单因素实验 15

4.2.1 浓度的影响 15

4.2.2 纳米投加量的影响 16

4.2.3 值的影响 17

4.2.4 反应时间的影响 18

4.3 正交实验 18

4.4 催化剂重复利用对催化降解性能研究 20

4.5 本章小结 20

第五章 结论与展望 21

5.1 结论 21

5.2 展望 21

参考文献 22

绪论

1.1 染料废水的危害

染料废水化学需氧量（）高，含有各种各样复杂的有机物，色度和碱度都很高，可生化性差^[1]。染料的组分非常复杂，包含各种类型的显色基团和极性基团，大部分以杂环或者芳烃等为母体生存，均为难以生物降解的污染物^[2]。染料中的有机物质化学性质十分稳定，废水中的染料可影响水体中各种生物、微生物等的生长，染料废水的水体自净能力也很低，水质较差。同时，染料污染物对人体也具有各种程度的危害，如致癌致畸等。

1.2 染料废水的处理技术

染料废水的处理方法主要分为三种：物理处理法（包括吸附法、膜分离技术、萃取技术、超声波法）、化学处理法（包括化学絮凝法、法、电化学法、光化学氧化法）和生化处理法^[3]。

1.2.1 物理处理法

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