偶氮染料是偶氮鍵兩端連接芳香基的一類有機(jī)化合物,約占紡織印染行業(yè)的60 %~70 %,具有濃度和色度高、難降解、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)[1];零價鐵(ZVI)是一種化學(xué)性質(zhì)活潑的還原性物質(zhì),能直接通過化學(xué)反應(yīng)破壞偶氮鍵發(fā)色基團(tuán)和助色基,還原染料分子[2]。目前已經(jīng)有一些通過ZVI 對染料進(jìn)行化學(xué)還原的研究和應(yīng)用,并取得了不錯的處理效果[3-6]。廢水經(jīng)ZVI 處理后能顯著提高可生化性,提高后續(xù)生物處理的效率。但是,這個工藝過程復(fù)雜,受到ZVI 性質(zhì)和投加量、廢水pH、水力學(xué)流態(tài)等多個因素的影響,同時這些因素還直接影響到運(yùn)行成本。目前,僅有少量研究對一些單因素進(jìn)行了考察和優(yōu)化[3-5],缺少對整個工藝過程多個影響因素及其相互關(guān)系的全面考察和系統(tǒng)優(yōu)化。
響應(yīng)曲面法是一種評估多變量影響,尋求最優(yōu)工藝參數(shù)的一種有效的統(tǒng)計(jì)分析方法[7-9]。采用響應(yīng)曲面法可以通過較少的試驗(yàn)次數(shù)來評估多變量的交互影響,獲得真實(shí)準(zhǔn)確的最佳試驗(yàn)條件,因此特別適合于廢水處理系統(tǒng)等復(fù)雜體系的影響因素分析與優(yōu)化。本文在對主要影響因素進(jìn)行篩選的基礎(chǔ)上,通過響應(yīng)曲面法考察了四個主要變量(ZVI 投加量、粒徑、初始溶液pH 和搖床搖速)對染料脫色率的影響,并通過多元回歸分析方法對變量與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行擬合,從而獲得最佳的運(yùn)行工藝條件。 |