印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大、有毒等特點(diǎn)，屬難處理的工業(yè)廢水。三苯甲烷類染料是繼偶氮染料、蒽醌染料之后使用量第三大的染料，在生產(chǎn)、使用過程中產(chǎn)生大量廢水。此類廢水顏色深，難以生物降解，嚴(yán)重污染環(huán)境。到目前為止，染料廢水的脫色問題一直沒有得到較為有效的處理。高鐵酸鹽具有氧化、吸附和絮凝等多種功能，是一種新型的綠色環(huán)保水處理劑。近年來，高鐵酸鹽在染料廢水處理中被廣泛應(yīng)用。吳志敏等在常溫下采用高鐵酸鉀（K2FeO4）降解50 mg/L 酸性紅B，在高鐵酸鉀投加量為70 mg/L，pH 值為6～10 的條件下，色度去除率可達(dá)100％。李亞峰等采用高鐵酸鉀降解酸性大紅，在最佳工藝條件下，即原水初始pH值為5．6，高鐵酸鉀與酸性大紅的質(zhì)量比為120∶25，反應(yīng)時(shí)間為15 min，廢水初始質(zhì)量濃度為25mg/L 時(shí)，色度去除率達(dá)到96％。高鐵酸鉀具有明顯的脫色效果，但將其應(yīng)用于結(jié)晶紫和堿性品紅染料廢水的處理未見報(bào)道。因此，本文采用高鐵酸鉀氧化處理結(jié)晶紫和堿性品紅模擬染料廢水，考察其投加量、反應(yīng)溫度、染料濃度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)脫色效果的影響。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)試劑

結(jié)晶紫（分析純），堿性品紅（分析純），高鐵酸鉀（自制，純度為98％）。

1．2 試驗(yàn)儀器

722 光柵分光光度計(jì)；集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；AL104 電子天平。

1．3 分析方法

在染料的最大吸收波長(zhǎng)（結(jié)晶紫和堿性品紅的最大吸收波長(zhǎng)分別為584 nm 和543 nm）下測(cè)定吸光度A。在試驗(yàn)所選用的濃度范圍內(nèi)，結(jié)晶紫和堿性品紅溶液的吸光度與濃度成正比。染料脫色率由式（1）計(jì)算。

x = （A0 - At）/A0 × 100% （1）

式中：x——脫色率，％；

A0、At——反應(yīng)前、后染料的吸光度。

1．4 試驗(yàn)方法

取一定量的染料，用蒸餾水配制成模擬染料廢水。取100 mL 模擬染料廢水置于500 mL 燒杯中，將燒杯置于放置有溫控探頭的水浴容器中，恒定溫度下加入高鐵酸鉀進(jìn)行氧化降解反應(yīng)。反應(yīng)過程中每隔一定時(shí)間取樣分析染料的吸光度，計(jì)算染料的脫色率。若無特別說明，每次處理的結(jié)晶紫和堿性品紅溶液的質(zhì)量濃度均為50 mg/L，原始溶液pH值分別為7．0 和6．5，不調(diào)pH 值。

2 結(jié)果與討論

2．1 高鐵酸鉀投加量的影響

分別以50 mg/L 的結(jié)晶紫和堿性品紅廢水為反應(yīng)溶液，在20 ℃恒溫下，考察高鐵酸鉀投加量對(duì)結(jié)晶紫和堿性品紅脫色率的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖1和圖2。

由圖1 和圖2 可以看出，隨著高鐵酸鉀投加量的增加，結(jié)晶紫和堿性品紅的脫色率上升；而高鐵酸鉀投加量繼續(xù)增加，脫色率反而下降。這是因?yàn)楦哞F酸鉀的FeO42-所含有的中心原子Fe 以六價(jià)形式存在，在pH 值為1～14 時(shí)都有較強(qiáng)的氧化性。在酸性溶液中，其氧化還原電位高達(dá)1．9 V；在堿性溶液中，其氧化還原電位為0．72 V，可以有效地氧化降解染料，還原后生成的Fe3+是一種絮凝劑，其水解產(chǎn)物Fe（OH）3具有很好的吸附作用。這是因?yàn)殡S著高鐵酸鉀投加量的增加，溶液呈堿性，高鐵酸鉀的氧化電位下降，均導(dǎo)致其氧化性減弱，所以脫色率反而下降。試驗(yàn)結(jié)果表明：高鐵酸鉀降解結(jié)晶紫的最佳投加量為200 mg/L，脫色率為74．6％；采用高鐵酸鉀降解堿性品紅，最佳投加量為100 mg/L，脫色率為94．3％。

 2．2 反應(yīng)溫度的影響

分別以50 mg/L 的結(jié)晶紫和堿性品紅廢水為反應(yīng)溶液，高鐵酸鉀投加量分別為200 和100 mg/L，考察反應(yīng)溫度對(duì)脫色率的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖3 和圖4。

 2．3 染料濃度的影響

根據(jù)高鐵酸鉀降解50 mg/L 結(jié)晶紫的最佳投加量（200 mg/L）可確定高鐵酸鉀與結(jié)晶紫的質(zhì)量比為4∶ 1，恒溫60 ℃，考察結(jié)晶紫質(zhì)量濃度（20 ~ 50mg/L）變化對(duì)脫色率的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。通過高鐵酸鉀降解50 mg/L 堿性品紅的最佳投加量（100 mg/L）可確定高鐵酸鉀與堿性品紅的質(zhì)量比為2∶ 1，恒溫30 ℃，考察堿性品紅質(zhì)量濃度（20 ~ 50mg/L）變化對(duì)脫色率的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

 由圖5 和圖6 可看出，當(dāng)高鐵酸鉀與染料的質(zhì)量比一定時(shí)，染料濃度對(duì)結(jié)晶紫和堿性品紅的脫色率沒有明顯影響，均可達(dá)到90％以上。這是因?yàn)楦哞F酸鉀在反應(yīng)過程中，F(xiàn)e（Ⅵ）能被氧化為Fe（Ⅴ）和Fe（Ⅳ），而Fe（Ⅴ）和Fe（Ⅳ）的氧化能力更強(qiáng)，它們與污染物質(zhì)的反應(yīng)速率比Fe（Ⅵ）快3～5 個(gè)數(shù)量級(jí)，并且較強(qiáng)的氧化性能更容易地使結(jié)晶紫和堿性品紅的發(fā)色基團(tuán)發(fā)生斷裂而達(dá)到脫色的目的。

 2．4 反應(yīng)時(shí)間的影響

反應(yīng)時(shí)間與脫色率之間的關(guān)系如圖1 ~ 圖6 所示，在投加高鐵酸鉀的前5 min 內(nèi)，大部分染料被快速氧化降解；5～20 min 內(nèi)有一部分染料仍被緩慢氧化降解；20 min 以后，染料濃度的變化基本穩(wěn)定。0～5 min 時(shí)染料脫色快的主要原因是高鐵酸鉀的強(qiáng)氧化作用打斷了結(jié)晶紫和堿性品紅的生色基，并使助色基脫落，使結(jié)晶紫和堿性品紅失去了顯色能力。10 min 后還有少量色度去除是由于生成了Fe（OH）3礬花，它具有較強(qiáng)的絮凝作用，可將部分色度混凝去除。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3 結(jié)論

（1）采用高鐵酸鉀脫色結(jié)晶紫和堿性品紅廢水是可行的，50 mg/L 的結(jié)晶紫和堿性品紅在最佳條件下的脫色率分別是91．0％和95．2％，堿性品紅比結(jié)晶紫更容易被氧化降解。

（2）高鐵酸鉀分別降解50 mg/L 結(jié)晶紫和堿性品紅時(shí)，氧化劑最佳投加量分別為200 和100 mg/L，最佳降解溫度分別為60 和30 ℃；當(dāng)染料質(zhì)量濃度低于50 mg/L 時(shí)，在最佳條件下，染料脫色率幾乎不受影響。