第1个回答 2022-12-19
实验六 紫外光和双氧水脱色实验一 实验目的：（1）掌握紫外光和双氧水脱色的原理（2）熟悉实验装置操作过程二 实验原理工业废水排放量大，排出废水约占用水量70-90%。在废水中由于含有大量的有色的有机物，因此有些废水色度高。色度又是公众容易产生意见的感官指标之一，而且去除较难。目前，降低废水色度主要采用如下5大类方法：(1)活性碳吸附，这种方法工艺比较简单，但活性碳需要高温再生，造成能耗、成本高；设备、占地面积大。活性炭的频繁反洗，带来了操作不便、耗费大量的水、而且排放废液易造成二次污染的弊病；(2)用混凝法处理应用广泛，但存在如下缺点：设备占地面积大，需耗费大量混凝剂，混凝沉降后产生的污泥会造成二次污染；(3)用臭氧法，效果较好，但因为还需配有制氧设备，造成处理费用高，耗电也大。另外，现场制备臭氧造成处理废水色度的运行费用高；(4)用双氧水(H2O2)理，效果比较差，即使将H2O2浓度提高到0.1 mol/L，经2h后，色度降低仍很有限；(5)用传统的水处理方法：例如氧化塘法、塔式生物滤池和接触氧化法等降低废水色度时，脱色效果一般都不理想。185 nm紫外线是一种波长较短、能量较高的紫外线，其能量相当于6.7 eV，而一般用于水中的254 nm紫外，其能量相当于4.88 eV。185 nm紫外光直接作用于水，引起水的均裂反应：H2O185 nm UV ·OH + ·H (1)H2O185 nm UV H+ + ·OH + eaq (2)反应(1)的产率为0.33，反应(2)的产率为0.05，因而185 nm紫外线照射水时，在185 nm紫外线所能照射的范围内可以产生高浓度的活性中间体·OH、·H和eaq(水合电子)，而且H2O2在紫外线的作用下也可以生成·OH:H2O2 UV 2 HO· (3)
这些活性中间体再与有机物的发色基团发生亲电或亲核反应,引起有机物的降解,从而使废水色度降低.用185 nm UV加H2O2降低废水的色度，适用多种颜色的废水。现以罗丹明B(RhB，红色)、OrangeⅠ(橙色)、Brilliant Blue(蓝色)为例，其降解脱色过程如下：RhB (OrangeⅠ、Brilliant Blue) OH 无色中间产物进一步氧化 CO2+H2O+NH+4+NO-3+Cl- (4)三 仪器及设备（1）双氧水，含量不少于30%（2）紫外灯，波长185 nm或254 nm（3）水泵，储水槽（4）测色度所需仪器，试剂四 步骤及记录（1）原水配制：取印染废水或自配污水。（2）将足够量的原水装入储水槽，测原水色度，并记录。（3）向原水中加H2O2，保持其浓度0.001-0.1 mol/L，搅拌均匀，然后按流量计上的显示流量为0.14～0.70 L/min，泵入装有市售的185（254） nm UV灯的反应器中，并按20～60 L/h的循环流量，循环处理5 min后，再由出水水槽取样，测色度，并记录。五 成果整理：对进行脱色前后的水样进行色度的比较和分析[注意事项]：（1）加入H2O2后，水样要搅拌均匀；（2）水样加入量应足够填充反应器容积，以便能够进行循环处理。思考题：（1）单独用RhB进行脱色效果会怎样？（2）RhB加入量，紫外光波长，水流流速对脱色效果有何影响？附：（1）色度的测试方法将澄清后的废水用水稀成不同的倍数，分别置于液面高度一致的50mL比色管中，比色管底部衬一白色瓷板。分析者对着液面，由上至下观察废水颜色的深浅，并与液面高度相同的水做比较。将废水样稀释至刚好看不见颜色时为止，记下此时的稀释倍数，即为色度。（2）废水排放标准废水的色度(稀释倍数)：一级标准：50；二级标准：100。(中华人民共和国国家标准-纺织染整工业水污染物排放标准GB4287-92)
1989年1月1日之前立项的纺织染整工业建设项目及其建成后投产的企业按表1执行。表1
分级 最高允许排水量m3/百米布 最高允许排放浓度，mg/L
生化需氧量 （BOD5） 化学需氧量 （CODcr） 色度（稀释倍数） pH值 悬浮物 氨氮 硫化物 六价铬 铜 苯胺类
Ⅰ级 2.5 60 180 80 6～9 100 25 1.0 0.5 0.5 2.0
Ⅱ级 80 240 160 6～9 150 40 2.0 0.5 1.0 3.0
Ⅲ级 300 500 － 6～9 400 － 2.0 0.5 2.0 5.0
1998年1月1日至1992年6月30日之间立项的纺织染整工业建设项目及其建成后投产的企业按表2执行。表2
分级 最高允许排水量m3/百米布 最高允许排放浓度，mg/L
生化需氧量 （BOD5） 化学需氧量 （CODcr） 色度（稀释倍数） pH值 悬浮物 氨氮 硫化物 六价铬 铜 苯胺类
Ⅰ级 2.5 30 100 50 6-9 70 15 1.0 0.5 0.5 1.0
Ⅱ级 60 180 100 6-9 150 25 1.0 0.5 1.0 2.0
Ⅲ级 300 500 - 6-9 400 - 2.0 0.5 2.0 5.0
1992年7月1日起立项的纺织染整工业建设项目及其建成后投产的企业按表3执行。表3
分级 最高允许排水量m3/百米布1） 最高允许排放浓度，mg/L
缺水区 丰水区2) 生化需氧量 （BOD5） 化学需氧量 （CODcr） 色度（稀释倍数） pH值 悬浮物 氨氮 硫化物 六价铬 铜 苯胺类 二氧化氯
Ⅰ级 － － 25 100 40 6-9 70 15 1.0 0.5 0.5 1.0 0.5
Ⅱ级 2.2 2.5 40 180 80 6-9 100 25 1.0 0.5 1.0 2.0 0.5
Ⅲ级 － － 300 500 － 6-9 400 - 2.0 0.5 2.0 5.0 0.5
注：1)百米布排水量的布幅以914mm计；宽幅布按比例折算。2)水源取自长江、黄河、珠江、湘江、松花江等大江、大河为丰水区；取用水库、地下水及国家水资源行政主管部门确定为缺水区的地区为缺水区
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紫外双氧水脱色实验
实验六 紫外光和双氧水脱色实验
一 实验目的：
（1）掌握紫外光和双氧水脱色的原理
（2）熟悉实验装置操作过程
二 实验原理
工业废水排放量大，排出废水约占用水量70-90%。在废水中由于含有大量的有色的有机物，因此有些废水色度高。色度又是公众容易产生意见的感官指标之一，而且去除较难。目前，降低废水色度主要采用如下5大类方法：(1)活性碳吸附，这种方法工艺比较简单，但活性碳需要高温再生，造成能耗、成本高；设备、占地面积大。活性炭的频繁反洗，带来了操作不便、耗费大量的水、而且排放废液易造成二次污染的弊病；(2)用混凝法处理应用广泛，但存在如下缺点：设备占地面积大，需耗费大量混凝剂，混凝沉降后产生的污泥会造成二次污染；(3)用臭氧法，效果较好，但因为还需配有制氧设备，造成处理费用高，耗电也大。另外，现场制备臭氧造成处理废水色度的运行费用高；(4)用双氧水(H2O2)理，效果比较差，即使将H2O2浓度提高到0.1 mol/L，经2h后，色度降低仍很有限；(5)用传统的水处理方法：例如氧化塘法、塔式生物滤池和接触氧化法等降低废水色度时，脱色效果一般都不理想。
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185 nm紫外线是一种波长较短、能量较高的紫外线，其能量相当于6.7 eV，
而一般用于水中的254 nm紫外，其能量相当于4.88 eV。185 nm紫外光直接作用于水，引起水的均裂反应：
H2O185 nm UV ·OH + ·H (1)
H2O185 nm UV H+ + ·OH + eaq (2)
反应(1)的产率为0.33，反应(2)的产率为0.05，因而185 nm紫外线照射水时，在185 nm紫外线所能照射的范围内可以产生高浓度的活性中间体·OH、·H和eaq(水合电子)，而且H2O2在紫外线的作用下也可以生成·OH:
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H2O2 UV 2 HO· (3)
这些活性中间体再与有机物的发色基团发生亲电或亲核反应,引起有机物的降解,从而使废水色度降低.用185 nm UV加H2O2降低废水的色度，适用多种颜色的废水。现以罗丹明B(RhB，红色)、OrangeⅠ(橙色)、Brilliant Blue(蓝色)为例