蒽醌類染料以其色澤鮮艷、固色率高、染色牢度好等特點,已經成為目前比較重要的一種染料。然而,蒽醌類染料大多數是芳香族化合物,有穩定的共軛結構,結構復雜又難降解,存在潛在毒性。其產生的廢水由于染料的特殊性質不僅有機成分含量高、不易被氧化、生化性差、化學需氧量高,而且色度高、成分復雜、有毒性。介質阻擋放電(dielectricbarrierdischarge,DBD)等離子體是一種常壓低溫非平衡等離子體,由于它可以在大氣壓或者略高于大氣壓的條件下產生,不需要真空設備就能在常溫下獲得化學反應所需的活性粒子,具有特殊的光、熱、聲、電等物理過程及化學過程,近年來被環保人士應用于廢水、廢氣等處理研究。
試驗方法
改變DBD等離子體輸入功率、介質間距、蒽醌染料溶液濃度、反應初始pH、反應時間,考察DBD等離子體對蒽醌染料深度處理的效果。
試驗結果與討論
在蒽醌染料溶液體積未改變的條件下(100mL),蒽醌染料溶液的脫色率隨著介質阻擋放電低溫等離子體體系輸入的放電功率增大而升高。在放電前期,放電功率的增加基本上都會使脫色率升高10%,這是因為當外施功率增大時,等離子體放電功率增大,單位時間內處理的有機物數量增多,脫色率升高。但隨著反應歷時的增加,放電功率增加帶來的脫色率升高逐漸減小。在反應接近結束的8、9min時,各種放電功率帶來的脫色率基本一致。這一結果說明放電時間的累積也可達到與放電功率增加類似的結果,在實際應用時需要權衡兩方面,考慮能量消耗,采取相應的方案。與此同時,染料結構的復雜程度在一定程度上決定了脫色率的大小,但當處理時間達到8min時,脫色率均可達到95%以上。具體聯系污水寶或參見http://www.bnynw.com更多相關技術文檔。
電介質間距對蒽醌染料溶液脫色率的影響
電介質間距變化下的蒽醌染料溶液的脫色率隨著電介質間距的增大而減小,這是因為當電介質間距增大時,等離子體放出的紫外光、臭氧以及羥基自由基等活性基團在電介質間的空氣區域消耗也隨之增加,因而單位時間內參與處理有機物的各種活性基團數量減少,脫色率降低。且蒽醌染料的結構越復雜,對介質間距的響應也越明顯。但是,在反應后期,這種由介質間距帶來的脫色率的差別便不再明顯,在7mm的介質間距內,均可實現穩定的空氣等離子體,只要穩定的空氣等離子體存在,有效處理時間達到6min后,脫色率均可達到90%以上。
溶液濃度對蒽醌染料溶液脫色率的影響
雖然隨著溶液濃度的升高蒽醌染料的脫色率略有降低,但是整體下降水平并不明顯,尤其是當放電時間累計至9min后,兩種不同結構的蒽醌染料溶液均可獲得90%以上的脫色率。
低溫等離子體法處理蒽醌染料廢水可在短時間內(10min內)獲得較高(99%)的脫色率,工程應用一般要求脫色率在90%左右,因而理論能耗為19kJ左右。低溫等離子體法在處理結構復雜的蒽醌染料方面有著良好的應用前景。


