响应曲面法优化Fenton试剂处理活性艳蓝废水
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摘要 ： 采用 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ氧化 对 染 料 水 进 行 了研 究 ， 以 活 性 艳 蓝 Ｋ— ＧＲ 染 料 废 水 为 研 究 对 象 ， 选 着 染 料 废 水 初 始
ｐ Ｈ值 ， Ｈ２ ０ 和 Ｆ ｅ Ｓ Ｏ 投 加 量 为 自 变量 ， 采用 Ｂ ｏ ｘ － Ｂ ｅ ｎ ｈ ｎ ｋ ｅ ｎ响 应 面 法研 究 各 自变 量 及 交 互 作 用 对 活 性 艳
２ ． １ 实 验材 料 与 仪 器
１ 引 言
在我国工业废水 中， 印 染 废 水 是 主 要 的污 染 废 水 来
实 验药品主要包括 ： ３ Ｏ 的 Ｈ Ｏ２ ， Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ・７ Ｈ Ｏ， Ｈ Ｓ Ｏ ， Ｎａ ＯＨ 和无 水 亚 硫 酸 钠 均 为 分 析 纯 ， 活 性 艳 蓝 Ｋ — ＧＲ（ 市售） 。
响 应 曲面 法 （ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｓ ｕ ｒ ｛ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ＲＳ Ｍ）
２ ． ３ 脱 色 率 计 算
脱色率计算公式为 ： Ｒ：（ Ａ。 一Ａ ） ／ Ａ。 ×ｉ ０ ０ ％
式 中： Ｒ为活性艳蓝废水脱 色率 ； Ａ。为 初 始 活 性 艳 蓝废水最大可见 吸收波 长下 的吸 光度 ； Ａ 为 反 应 后 活 性 艳 蓝 废 水 最 大 可 见 吸 收 波 长 下 的 吸光 度 。
Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ氧化 反 应 是 指 Ｈ。 Ｏ 在 Ｆ ｅ 的催 化 作 用 下 产 生 具 有 强 氧 化 能 力 的 ・ＯＨ， 其 进 攻 有 机 物 分 子 夺 取 氢， 将 分 子 量 大 的有 机 物 降解 为 小 分 子 有 机 物 甚 至 矿 化 为Ｃ ０ 和 Ｈ ０ 等无 机 化 合 物 。
蓝 Ｋ—ＧＲ脱 色 率 的 影 响 ， 并 通 过 响 应 曲 面 分 析 及 回 归 方 程 求解 得 到 二 次 多项 式 回 归 方程 的 预 测 模 型 。 结
果表 明： Ｈ ０ 和 Ｆ ｅ Ｓ Ｏ 投 加 量 与 染料 降 解 率存 在 显 著 相 关 性 ， 经试验修 正后 的最佳反 应条件 为 ： ｐ Ｈ＝ ２ ． ８ ，双 氧 水 浓 度 为 ３ ． ７ ｍｍｏ ｌ ／ Ｌ， 硫 酸 亚铁 浓度 为 ０ ． ７ ５ ｍｍｏ ｌ ／ Ｌ。在 此 最优 条 件 下 ， 平均脱 色率为 ９ ８ ． ５ 。 关键词 ： 响应 曲面法； Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ； 活性 染料 Ｋ — Ｇ Ｒ 中图分类号 ： Ｘ ７ ８ ８ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ９ ４ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ８ － ０ ０ ５ ２ — ０ ４
行吸光度测量 。
影 响 也 存 在 一 定 差 异 化 。为 了研 究 各 个 因 素 对 染 料 废 水 处 理 效 果 的影 响 以及 优 化 操 作 工 艺 条 件 ， 本 实 验使 用 响 应 曲面 法 进 行 实 验 设 计 和 建 立 模 型 。该 方 法 在 单 因 素 实 验 的基 础 上 对 有 限 的实 验 点 进 行 分 析得 到模 型 ， 可 预 测 目标 值 的具 体 工 艺 条 件 ， 能 大 大 减 少 实 验 次数 。
源 之一 。染 料 种 类 繁 多 且 其废 水 可 生 化 性 差 ， 因此 染 料 废 水成为工业废水处 理难 点之 一＿ １ ］ 。 印 染 废 水 处 理 关
键 所在是色度的去除 ， 目前 ， 染 料 废 水 处 理 的 方 法 主 要 有物理 、 生物和化学方法 ， 其 中有 的处 理 成 本 较 高 ， 有 的 不 能 达 到 较 好 的 去 除 效 果 。化 学 方 法 中 的 Ｆｅ ｎ ｔ ｏ ｎ法 属 于 高 级 氧 化 法 的一 种 且 具 有 很 多 优 势 ， 与其 他 许 多 氧 化 技 术相 比 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ具 有 高 效 、 无 选 着 及 不 需 要 特 制 反 应
实验仪器主要 有 ： Ｐ ＨＳ Ｊ 一 ５型 实 验 室 ｐ Ｈ计（ 上 海 仪 电科 学 仪 器 股 份 有 限 公 司 ） ； Ｓ ＨＺ － ８ ２型 水 浴 恒 温 振 荡 器（ 江 苏 金 坛亿 通 电 子 有 限 公 司 ） ； Ｔ ６新 世 纪 型 紫 外 可
见分光光 度 计 （ 北京普 析通用仪器 有限责任公 司） ；
２ ０ １ ７ 年４ 月
绿 色科 技 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇｒ ｅ ｅ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Hale Waihona Puke 第 ８期 响应 曲面法优化 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ试剂处 理活性艳 蓝废 水
孔张成
（ 安徽 建筑 大学 水 污染控 制 与废 水 资源化 重 点 实验 室 ， 安徽 合 肥 ２ ３ ０ ６ ０ １ ）
如过氧化氢和亚铁盐 的投 加量 、 反 应温 度 、 初始 ｐ Ｈ 值 及 反 应 时 间 等 。对 于 不 同 的反 应 系统 中 ， 各 操 作 条 件 的
取２ ０ ０ ｍＬ的一 定 浓 度 的 活 性 艳 蓝 模 拟 废 水 溶 液 于锥形 瓶 中， 调节 ｐ Ｈ 后 加 入 一定 量 的 ３ Ｏ Ｈ Ｏ 和 Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ， 反应 ４ ０ ｍｉ ｎ后 取 样 并 加 入 无 水 亚 硫 酸钠 终 止反 应 。用 离 心 机 进 行 离 心 ， 取上清 液于 ６ ０ ０ ｎ ｍ 波 长 下 进
ＴＧＬ － １ ５ Ｂ型 离 心 机 （ 上海安亭科学仪器 厂） ； ＵＰ Ｔ— Ｉ 一 ２ ０ Ｔ
型实验室超纯水器（ 成 都 超 纯 科 技 有 限公 司 ） 。
２ ． ２ 实 验 方 法
系 统 等 优 点 。影 响 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ氧 化 处 理 效 果 的 因 素 较 多 ，
ｐ Ｈ值 ， Ｈ２ ０ 和 Ｆ ｅ Ｓ Ｏ 投 加 量 为 自 变量 ， 采用 Ｂ ｏ ｘ － Ｂ ｅ ｎ ｈ ｎ ｋ ｅ ｎ响 应 面 法研 究 各 自变 量 及 交 互 作 用 对 活 性 艳
２ ． １ 实 验材 料 与 仪 器
１ 引 言
在我国工业废水 中， 印 染 废 水 是 主 要 的污 染 废 水 来
实 验药品主要包括 ： ３ Ｏ 的 Ｈ Ｏ２ ， Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ・７ Ｈ Ｏ， Ｈ Ｓ Ｏ ， Ｎａ ＯＨ 和无 水 亚 硫 酸 钠 均 为 分 析 纯 ， 活 性 艳 蓝 Ｋ — ＧＲ（ 市售） 。
响 应 曲面 法 （ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｓ ｕ ｒ ｛ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ＲＳ Ｍ）
２ ． ３ 脱 色 率 计 算
脱色率计算公式为 ： Ｒ：（ Ａ。 一Ａ ） ／ Ａ。 ×ｉ ０ ０ ％
式 中： Ｒ为活性艳蓝废水脱 色率 ； Ａ。为 初 始 活 性 艳 蓝废水最大可见 吸收波 长下 的吸 光度 ； Ａ 为 反 应 后 活 性 艳 蓝 废 水 最 大 可 见 吸 收 波 长 下 的 吸光 度 。
Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ氧化 反 应 是 指 Ｈ。 Ｏ 在 Ｆ ｅ 的催 化 作 用 下 产 生 具 有 强 氧 化 能 力 的 ・ＯＨ， 其 进 攻 有 机 物 分 子 夺 取 氢， 将 分 子 量 大 的有 机 物 降解 为 小 分 子 有 机 物 甚 至 矿 化 为Ｃ ０ 和 Ｈ ０ 等无 机 化 合 物 。
蓝 Ｋ—ＧＲ脱 色 率 的 影 响 ， 并 通 过 响 应 曲 面 分 析 及 回 归 方 程 求解 得 到 二 次 多项 式 回 归 方程 的 预 测 模 型 。 结
果表 明： Ｈ ０ 和 Ｆ ｅ Ｓ Ｏ 投 加 量 与 染料 降 解 率存 在 显 著 相 关 性 ， 经试验修 正后 的最佳反 应条件 为 ： ｐ Ｈ＝ ２ ． ８ ，双 氧 水 浓 度 为 ３ ． ７ ｍｍｏ ｌ ／ Ｌ， 硫 酸 亚铁 浓度 为 ０ ． ７ ５ ｍｍｏ ｌ ／ Ｌ。在 此 最优 条 件 下 ， 平均脱 色率为 ９ ８ ． ５ 。 关键词 ： 响应 曲面法； Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ； 活性 染料 Ｋ — Ｇ Ｒ 中图分类号 ： Ｘ ７ ８ ８ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ９ ４ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ８ － ０ ０ ５ ２ — ０ ４
行吸光度测量 。
影 响 也 存 在 一 定 差 异 化 。为 了研 究 各 个 因 素 对 染 料 废 水 处 理 效 果 的影 响 以及 优 化 操 作 工 艺 条 件 ， 本 实 验使 用 响 应 曲面 法 进 行 实 验 设 计 和 建 立 模 型 。该 方 法 在 单 因 素 实 验 的基 础 上 对 有 限 的实 验 点 进 行 分 析得 到模 型 ， 可 预 测 目标 值 的具 体 工 艺 条 件 ， 能 大 大 减 少 实 验 次数 。
源 之一 。染 料 种 类 繁 多 且 其废 水 可 生 化 性 差 ， 因此 染 料 废 水成为工业废水处 理难 点之 一＿ １ ］ 。 印 染 废 水 处 理 关
键 所在是色度的去除 ， 目前 ， 染 料 废 水 处 理 的 方 法 主 要 有物理 、 生物和化学方法 ， 其 中有 的处 理 成 本 较 高 ， 有 的 不 能 达 到 较 好 的 去 除 效 果 。化 学 方 法 中 的 Ｆｅ ｎ ｔ ｏ ｎ法 属 于 高 级 氧 化 法 的一 种 且 具 有 很 多 优 势 ， 与其 他 许 多 氧 化 技 术相 比 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ具 有 高 效 、 无 选 着 及 不 需 要 特 制 反 应
实验仪器主要 有 ： Ｐ ＨＳ Ｊ 一 ５型 实 验 室 ｐ Ｈ计（ 上 海 仪 电科 学 仪 器 股 份 有 限 公 司 ） ； Ｓ ＨＺ － ８ ２型 水 浴 恒 温 振 荡 器（ 江 苏 金 坛亿 通 电 子 有 限 公 司 ） ； Ｔ ６新 世 纪 型 紫 外 可
见分光光 度 计 （ 北京普 析通用仪器 有限责任公 司） ；
２ ０ １ ７ 年４ 月
绿 色科 技 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇｒ ｅ ｅ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Hale Waihona Puke 第 ８期 响应 曲面法优化 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ试剂处 理活性艳 蓝废 水
孔张成
（ 安徽 建筑 大学 水 污染控 制 与废 水 资源化 重 点 实验 室 ， 安徽 合 肥 ２ ３ ０ ６ ０ １ ）
如过氧化氢和亚铁盐 的投 加量 、 反 应温 度 、 初始 ｐ Ｈ 值 及 反 应 时 间 等 。对 于 不 同 的反 应 系统 中 ， 各 操 作 条 件 的
取２ ０ ０ ｍＬ的一 定 浓 度 的 活 性 艳 蓝 模 拟 废 水 溶 液 于锥形 瓶 中， 调节 ｐ Ｈ 后 加 入 一定 量 的 ３ Ｏ Ｈ Ｏ 和 Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ， 反应 ４ ０ ｍｉ ｎ后 取 样 并 加 入 无 水 亚 硫 酸钠 终 止反 应 。用 离 心 机 进 行 离 心 ， 取上清 液于 ６ ０ ０ ｎ ｍ 波 长 下 进
ＴＧＬ － １ ５ Ｂ型 离 心 机 （ 上海安亭科学仪器 厂） ； ＵＰ Ｔ— Ｉ 一 ２ ０ Ｔ
型实验室超纯水器（ 成 都 超 纯 科 技 有 限公 司 ） 。
２ ． ２ 实 验 方 法
系 统 等 优 点 。影 响 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ氧 化 处 理 效 果 的 因 素 较 多 ，