天然錳礦石降解活性艷藍X-BR機理研究.pdf

1、染料是在人類生活中廣泛使用的精細化工產(chǎn)品，染料廢水本身及其降解中間產(chǎn)物被不斷證實具有生物毒性和潛在的誘導效應。亞甲基藍和活性艷藍作為常用的模擬染料廢水，在染料廢水降解研究中具有廣泛的代表性。天然錳礦物作為自然界中含量較多的一類礦物，大多數(shù)都具有MnO6八面體基礎組成部分。錳礦石廣泛地參與元素的地球生物化學轉(zhuǎn)化，錳礦石的環(huán)境屬性除吸附作用外還具備絮凝與沉淀、離子交換、表面絡合、氧化還原、催化等作用。目前對天然錳礦石處理難降解有機物的應用研

2、究還主要集中在去除效果、最優(yōu)反應條件探索等方面，對錳礦石針對特定難降解有機廢水的降解機理的報道比較少見。本課題針對天然錳礦石降解活性艷藍的處理效果，降解規(guī)律、脫色機理進行研究。為后續(xù)利用天然錳礦石處理染料廢水或其他難降解有機污染物的實際應用提供研究基礎和理論支持。
　　 通過XRD和XRF分析，唐山市遷西錳礦礦石樣品中含有鈣硬錳礦、錳鈣輝石、白云石及石英等礦物，錳元素含量為8.27％，錳礦石中的MnO2相對含量不高，實驗測定表面

3、零點電荷 PZC=1.9，礦物類型屬于碳酸鹽型貧錳礦。
　　 天然錳礦石降解亞甲基藍采用對比實驗研究，發(fā)現(xiàn)80min反應結束時對亞甲基藍溶液去除率接近90％，而達到50％去除率需要13min。對比活性污泥、石英填料混合活性污泥、陶粒填料混合活性污泥、鐵礦石混合活性污泥，鐵礦石、錳礦石混合活性污泥等幾種反應組合，單純天然錳礦石對亞甲基藍降解脫色效果僅次于錳礦石與活性污泥的混合反應組合。
　　 天然錳礦石降解活性艷藍采用振蕩

4、實驗進行研究，選擇分光光度法作為活性艷藍溶液濃度檢測的方法。由實驗結果可知，經(jīng)24h反應后天然錳礦石對活性艷藍的去除率達到65.504±0.455％，達到50％去除率需要12h。降解過程中反應溶液電導率變化范圍較小，pH在反應前2h急劇上升，2h后pH=7，隨后溶液pH值趨于穩(wěn)定。經(jīng)實驗測試，反應過程中溶液TOC去除率達到24.76％。通過對實驗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)天然錳礦石降解活性艷藍反應呈現(xiàn)二級反應動力學特征，擬合的動力學方程為y=264

5、.7x+157.6，R2=0.993。根據(jù)紫外可見光光譜，推斷活性艷藍的脫色過程首先從染料分子發(fā)色基團中不飽和共扼鍵斷裂開始，蒽醌基團首先被降解，隨反應進行溶液中苯環(huán)，三嗪基團，磺酸基濃度也呈下降趨勢。根據(jù)反應溶液和錳礦石的紅外光譜結果，推斷活性艷藍中的C=O和C-N官能團首先受到攻擊，從而導致活性艷藍大分子中的發(fā)色基團被破壞，隨反應進行有機大分子可能的降解產(chǎn)物為鄰苯二甲酸，2，3-二羥基苯磺酸鈉，2-氨基，4羥基苯磺酸鈉，4，6-二氯