结论
罗丹明 B(RhB)染料渗透了人们生活的各方各面,在未被发现其致癌性前广泛应用于食品添加行业,RhB 染料废水严重危害着水环境与人体健康。常规处理工艺对 RhB的去除能力有限,本文提出采用 Cu2+/HA/PMS 均相体系对此染料分子进行降解去除,系统考察了不同水质本底下目标染料的去除情况,分析了相关因素的影响,并对降解机理进行了分析,结合响应曲面,优化了模拟水本底下技术降解的运行工况。得到了如下结论:
(1)在相同处理条件下,对比考察了不同技术体系中 RhB 的降解差异,其中Cu2+/HA/PMS 体系对 RhB(t = 30min)的去除率达 91.1%,较单独 PMS、Cu2+/PMS 以及 HA/PMS 体系分别高出了 76.0%、78.0%以及 34.1%,表明 Cu2+/HA/PMS 耦合体系具有很好的降解 RhB 能力。
(2)在去离子水本底下,随着 RhB 初始浓度(5.0~40.0μM)增加,其降解效率和降解速度逐渐下降;Cu2+投量对目标物降解过程影响较小,一定范围内(1~80μM)可使RhB 的降解效率缓慢上升;氧化剂 PMS 投量(0.05~0.8mM)增加和温度(5~35℃)升高有效促进 RhB 的降解;溶液中的共存离子(Cl-、HCO3-、NO3-)为自由基竞争离子,随着 Cl-浓度(5~30mM)、HCO3-浓度(10~50mM)、NO3-浓度(1~20mM)的上升,RhB的去除所受抑制作用逐渐增强。
(3)降解机理分析表明,Cu2+/HA/PMS 体系中主要的活性自由基为•OH 和 SO4•-,且在单独 PMS、Cu2+/PMS、HA/PMS 以及 Cu2+/HA/PMS 等不同体系中,PMS 的分解效率直接决定着体系中 RhB 的降解效率和降解速率,耦合体系 Cu2+/HA/PMS 具有绝对优势,这主要是由于 HA 能持续地将 Cu2+还原为 Cu+,而 Cu+可促进 PMS 分解产生大量的活性自由基,从而实现 RhB 的快速高效降解;进一步分析表明 pH 值能够通过影响 RhB、HA、PMS、Cu2+等在降解体系中的存在形态,而影响着自由基的释放效率和存在形态,进而控制着目标染料分子的去除。
参考文献(略)