các mục tiêu của nghiên cứu này là để đánh giá ảnh hưởng của các loại cực âm (tấm sắt, tấm thép không gỉ, và len thép) trên gỡ bỏ thuốc nhuộm bởi Ec, tế bào và toxicty của giải pháp xử l[r]
Trang 1Bước tiến mới trong kỹ thuật loại bỏ chất nhuộm vải
bằng phương pháp keo tụ điện hóa
Tóm lược:
Quá trình loại bỏ các chất axit đen 1, anthraquinone Reactive Blue 4, và xanthene Eosin Yellow bằng việc sử dụng kỹ thuật keo tụ điện hóa với những loại điện cực âm khác nhau đã được tiến hành nghiên cứu Khi sử dụng thuốc nhuộm với liều lượng 100 mg/l, cường độ dòng điện 0,3 A cùng với một điện cực dương bằng đĩa sắt, quá trình loại bỏ chất nhuộm vải
sử dụng điện cực âm bằng bùi nhùi sắt diễn ra nhanh gấp 1,8 – 4,4 lần so với việc sử dụng điện cực âm bằng đĩa sắt (28 cm2) hay bằng đĩa thép không gỉ (28 cm2) Mặc dù nồng độ sắt tổng số trong dung dịch ứng với 2 loại điện cực âm là bằng nhau, tuy nhiên nồng độ ion sắt trong dung dịch khi sử dụng điện điện cực âm len thep là cao hơn so với thép không gỉ Tăng cường độ dòng điện và tốc độ hòa trộn cũng làm tăng hiệu quả loại bỏ khi sử dụng điện cực
âm bùi nhùi thép Những kết quả kiểm tra sự ức chế ánh sáng đối với vi khuẩn Vibrio fischeri cho thấy dung dịch nhuộm chứa ít phụ phẩm độc hại hơn (25-30% ức chế ánh sáng) Khi điện cực âm bùi nhùi thép được rửa bằng nước trong 30 giây, hiệu năng của nó không hề suy giảm trong suốt 7 lần tái sử dụng
1 Giới thiệu:
Do được sử dụng rất phổ biến trong nhiều lãnh vực, hiện nay thuốc nhuộm luôn nhận được rất nhiều sự quan tâm Ví dụ như những phụ phẩm thơm độc hại (như các amin thơm) và biorecalcitrance đã được sử dụng rất nhiều trong các kỹ thuật xử lý nước thải truyền thống Theo phân loại về chromophore, 2 loại thuốc nhuộm được sử dụng nhiều nhất
là azo và anthraquinone Thuốc nhuộm Xanthene cũng thường được dùng trong ngành công nghiệp dệt, nhuộm sinh học và mỹ phẩm Bên cạnh đó, nhiều kỹ thuật xử lý nước thải chất nhuộm cũng đã được sử dụng bao gồm hấp thu carbon hoạt tính, ô zon, ô xi hóa cloride, ô xi hóa nâng cao và xử lý hiếu khí, kỵ khí kết hợp Trong những năm gần đây, nhiều kỹ thuật kết hợp tiên tiến đã được phát triển để xử lý nước thải thuốc nhuộm vải Chẳng hạn như sự kết hợp giữa kỹ thuật quang xúc tác và xử lý sinh học đã được áp dụng để loại bỏ thuốc nhuộm Azo Damodar và cộng sự cũng đã sử dụng kết hợp kỹ thuật phân tách màng và photocatalytic tạo ra bùn than để xử lý nước thải thuốc nhuộm Ngoài ra, phương pháp kết hợp giữa ô xi hóa nâng cao và xử lý sinh học cũng được áp dụng Tuy nhiên, mức độ sử dụng của phương pháp này tương đối giới hạn do khả năng loại bỏ thấp và giá thành cao
Keo tụ điện hóa là một kỹ thuật đơn giản và có chi phí thấp cho việc xử lý nước thải thuốc nhuộm Kỹ thuật keo tụ điện hóa sử dụng những loại vật liệu khác nhau, như
là nhôm và săt, như một điện cực dương “cho” để sản xuất những Ion âm kim loại, những ion này sau đó hình thành nên các mảng cặn hydroxide sắt Những ion âm sắt có thể phân tách thuốc nhuộm khỏi nước thải thông qua quá trình trung hòa điện Những cặn hydroxide kim loại này cũng có thể loại bỏ thuốc nhuộm thông qua quá trình lọc bằng lưới hoặc làm đông lại rồi thu gôm chúng Muối chlorua thường được dùng như một chất điện phân Trong suốt quá trình keo tụ điện hóa, muối chlorua được chuyển hóa thành chlorine hoạt hóa, loại hoạt chất
có thể làm mất màu thuốc nhuộm Bên cạnh đó, chlorine tự do cũng có thể ôxi hóa điện cực dương “cho” để tạo nên những chất làm đông ô xít kim loại Trong quá trình keo tụ điện hóa,
Trang 2hydroxide ions (OH-) được sản xuất ở điện cực âm, như thế nó làm tăng pH của dung dịch, làm ảnh hưởng đến sự tạo thành những cặn hydroxide kim loại Những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình loại bỏ thuốc nhuộm bằng phương pháp keo tụ điện hóa bao gồm: bản chất của thuốc nhuộm, loại vật liệu và phần bề mặt của điện cực, dòng điện sử dụng, độ
pH của dung dịch và tốc độ khuấy trộn Ví dụ như độ pH của dung dịch không chỉ ảnh hưởng
sự tạo thành những cặn hydroxide kim loại mà còn có tác động đến sự ô xi hóa của ion săt II (Fe2+) thành sắt III (Fe3+) trong suốt quá trình keo tụ điện hóa Một vài nghiên cứu cũng đã cho thấy ảnh hưởng của loại điện cực đến quá trình keo tụ điện hóa Chẳng hạn như trong quá trình keo tụ điện hóa, sự loại bỏ thuốc nhuộm Azo với điện cực dương bằng sắt sẽ nhanh hơn với điện cực dương bằng nhôm Thêm vào đó, quá trình keo tụ điện hóa với một điện cực dương có bề mặt lớn có thể tăng cường sự phân rã điện cực, làm tăng hiệu quả loại bỏ Tuy nhiên, những nghiên cứu về kỹ thuật loại bỏ chất nhuộm bằng keo tụ điện hóa sử dụng điện cực âm 3 chiều với diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, vẫn còn rất hạn chế, như có thể gây ra rủi ro đối với sức khỏe môi trường khuẩn fischeri ,1 loại vi khuẩn phát quang biển nhanh chống và nhạy cực có thể phát hiện 1 loại các chất động hại Các hóa chất động hại có thể can thiệp vào
hệ thống chuyển electron hô hấp ở v.fischeri và ức chế sản xuất ánh sáng V.fischeri xét nghiệm sinh học của nó có thể được sử dụng như một cảnh báo cho biotoxicity bởi vì yếu tố quyết định cơ cấu associ-ated với V.fischeri tương tự như liên quan đến động vật có vú và
cá Nghiên cứu này điều tra ảnh hưởng của các loại thuốc nhuộm trên cathode-rem hình bầu dục bởi ec ba lớp học của thuốc nhuộm đã được lựa chọn bao gồm cả axit đen 1 (AB1, diazo), riactive xanh 4 (RB 4, anthraquinone) và Eo-sin vàng (EY, xanten) một tấm sắt được
sử dụng như anode các mục tiêu của nghiên cứu này là để đánh giá ảnh hưởng của các loại cực âm (tấm sắt, tấm thép không gỉ, và len thép) trên gỡ bỏ thuốc nhuộm bởi Ec, tế bào và toxicty của giải pháp xử lý thuốc nhuộm và các hiệu ứng làm sạch vào việc tái sử dụng các tế bào cực âm len thép
2 Vật liệu và phương pháp
2.1 hóa chất
axit Đen 1 (diazo, AB 1, CI không có 20.470; C22H14N6Na2O9S2, MW = 616,5 g / mol, 96% độ tinh khiết) , Phản ứng màu xanh 4 (anthraquinone,, CI RB4 no.61205,
C23H14C12N6O8S2 MV = 637,44 g / mol, 35% độ tinh khiết) , Và Eosin vàng (xanten, EY CI
45380 Không, C20H6Br4Na2O5, MW = 691,86 g / mol, 80% độ tinh khiết) được lấy từ Osaka (độ tinh khiết rào phân tích 96, Tây Ban Nha)
2.2 Thí nghiệm keo tụ điện hóa
Thí nghiệm được tiến hành Ec trong một cốc thủy tinh 600ml có chứa 500ml dung dịch thuốc nhuộm nồng độ thuốc nhuộm được sử dụng trong nghiên cứu này là 100mg / l một tấm sắt được sử dụng như nút (khu vực hoạt động 28 có loại cực âm đã được lựa chọn: tấm sắt (28 cm2) tấm thép không gỉ (28 cm 2), và len thép (591 cm 2) tấm sắt (Fe: 99,64%, Mn: 0,14%)
và tấm thép không gỉ (Fe: 71,8%, Cr: 18,9%, Ni: 7,2%, Mn: 1,2% ) được lấy từ Trung Quốc thép Công ty (Đài Loan) len thép (Fe: 82,5% Cr: 16,5%) được thu thập từ kuo-yin Co (Đài Loan) để xác định mặt tích cực của cực âm len thép chiều dài và chiều rộng của một phân đoạn của len thép với biết khối lượng đã được tính toán từ các sản phẩm của tổng khối lượng của cực âm và bề mặt cụ thể của mỗi đơn vị khối lượng Trong thí nghiệm Ec với cực âm không gỉ thép tấm và tấm cực âm sắt, khoảng cách giữa các cực dương và cực âm là 1cm Đối với các thử nghiệm với cực âm len thép EC, cực dương được bọc trong lưới nylon để tách hai điện cực Khoảng cách giữa các cực dương ron tấm và len thép cực âm là khoảng
Trang 31mm tỷ lệ che phủ nylon ròng đạt khoảng 37% Các giải pháp đã được pha trộn bởi tốc độ từ người pha trộn The trộn được ước tính bằng cách chụp ảnh hành động pha trộn và chơi nó trở lại trong chuyển động chậm các điện cực được rinesed 30% HNO3 và rửa sạch bằng nước cất trước khi thí nghiệm EC thí nghiệm đã được tiến hành dưới condisions gal-vanostatic sử dụng một quy định DC cung cấp điện (GPC-3030D, Tawan) các giải pháp đã được liên tục trộn bởi một máy khuấy từ Các giải pháp ph ban đầu là mét (cyberscan 510, Đài Loan) quang phổ tia cực tím có thể nhìn thấy trong EC được đo ở 200-800 nm sử dụng một máy quang phổ tia cực tím có thể nhìn thấy (Shimadzu, UV-mini 1240, Nhật Bản) Công mẫu được rút ra những khoảng thời gian cụ thể, ly tâm (13.000 rpm, 5 phút) và phân tích thuốc nhuộm cho con-centration nồng độ của dung dịch thuốc nhuộm EC-điều trị là mea-sured dựa trên đường cong hiệu chuẩn xây dựng ở bước sóng hấp thụ của 618, 598, và 517 nm cho AB1, RB4 và EY, tương ứng [20-22] mẫu được pha loãng với nước cất nếu hấp thụ
excceded đường cong rangeof nhuộm caliration (0.781-12.5mgL-1, R2> 0,995)
COD được xác định theo phương pháp tiêu chuẩn để kiểm tra nước và nước thải [23] tổng ion sắt con-centration được xác định như sau: mẫu được rút một khoảng thời gian cụ thể và axit nitric tập trung đã được thêm vào để hòa tan các ion sắt Sau đó, mẫu được phân tích về nồng độ ion sắt với tổng số nguyên tử ngọn lửa hấp thụ spectropho-tometer (PerkinElmer, mô hình 3300) các giải thể oxiof giải pháp được đo bằng máy đo oxi hòa tan (HI9142, hanna cụ) nồng độ của các ion kim loại (F2 +) là mđo bằng phương pháp 1,10-phenanthroline như
mô tả trong phương pháp stan-dar [24] một thời gian ngắn, mỗi mẫu giải pháp chưa lọc được hòa tan trong HCL và trộn với 1,10-phenanthroline các absor-bance của mỗi giải pháp được
đo ở 510nm UV sử dụng một quang phổ nhìn thấy được (Shimadzu, UV-mini 1240, Nhật Bản) nồng độ sắt không hòa tan (Fe3 +) đã được xác định từ sự khác biệt được-tween tổng sắt Fe2 + tập trung lặp three được sử dụng cho decolorization, COD, và nồng độ sắt trong thuốc nhuộm lại moval của EC
2.3 V.fishcheri thử nghiệm ức chế ánh sáng
vi khuẩn phát quang biển, v.fischeri (NRRL B-11117, obtanined từ DSMZ Đức), đã được sử dụng để đánh giá sinh học độc tính của giải pháp teated Các trồng phát quang bacte-ria và đánh giá độc tính thủ tục WRE theo tiêu chuẩn ISO 11.348-1 giao thức chuẩn [25] mẫu giải pháp đã được điều chỉnh để ph 7.0 + -0.2 v.fischeri đã được tiếp xúc với các mẫu giải pháp trong 5 phút được xác định bởi một luminometer tại 15c phennol đã được sử dụng một sự kiểm soát tích cực với EC50 (THE nồng độ sự có hiệu lực của mẫu gây ra một giải pháp giảm 50% sản lượng ánh sáng của v.fischeri) khác nhau, từ 13 đến 26mgl-1 độc tính đã cũ ép như
tỷ lệ ức chế ánh sáng và được tính như sau [25]
ức chế lignht (%) =
nơi fk là yếu tố correcton tại t = 5 phút, và IKC là cường độ phát quang của mẫu đối chứng tại t = 0 và 5 phút tương ứng, và i0 và nếu là cường độ phát quang của mẫu tại t = 0 và
5 phút, tương ứng cường độ phát quang sinh học của v fischeri có thể làm giảm thời gian tiếp xúc fk các hệ số hiệu chỉnh
Hình 2 loại bỏ bằng cách keo tụ điện hóa Ảnh hưởng của loại cực âm (catot) về loại bỏ các AB1: (a) màu sắc, (b) COD; RB4: (c) màu, (d) COD; EY: (e) màu sắc, (f) COD; thử nghiệm điều kiện: thuốc nhuộm 100 mg L-1 tấm sắt, và len thép, tương ứng Lỗi thanh đại diện cho một độ lệch chuẩn , NaCl 1 g L-1 , Sắt tấm cực dương (28 cm2 ), 0,3 A, và 740 rpm Các khu vực bề mặt của cực âm là 28, 28, và 591 cm2 cho tấm thép không gỉ, tấm sắt,
và len thép, tương ứng Lỗi thanh đại diện cho một độ lệch chuẩn được sử dụng để điều chỉnh cường độ phát quang của mẫu thử tại t = 0 phút Vì vậy, trong nghiên cứu này, tỷ lệ
ức chế (phần trăm) được sử dụng để đại diện cho các chất ô nhiễm thay vì tỷ lệ ức chế phát
Trang 4quang sinh học Na2SO3 20 g L-1 được sử dụng để có hiệu quả giảm Clo dư trong EC-điều trị giải pháp
3 Kết quả và thảo luận
3.1 Ảnh hưởng của các loại cực âm về loại bỏ thuốc nhuộm
Đầu tiên, tác dụng của các loại cực âm (tấm sắt, tấm thép không gỉ, và
thép len) về loại bỏ thuốc nhuộm của EC được đánh giá, sản xuất Fe2+ (phương (1) Phản ứng tiến hóa oxy cũng có thể xảy ra ở cực dương (phương trình 2) Trong sự hiện diện của O2, sự hòa tan Fe2+ được oxy hóa thành Fe3+ và phản ứng với OH để tạo thành Fe(OH)3
(phương (3)) [1,15] Cả hai khí H2 và OH được tạo ra ở cực âm (phương.(4)) OH làm tăng
pH điện phân Fe2+ và Fe3+ phản ứng với OH để tạo thành không hòa tan Fe (OH) 2 và Fe (OH)
3 ở pH> 5,5 và pH> 1,0, tương ứng (Phương trình (5) và (6) Các cation sắt có thể tách thuốc nhuộm từ chất thải nước bằng cách trung hòa điện tích Các hydroxit sắt cũng có thể loại bỏ thuốc nhuộm thông qua hoặc làm đông tụ Tất cả những phản ứng của EC được đánh giá cao ảnh hưởng bởi pH
giải pháp điều kiện là thuốc nhuộm 100 mg L-1 dòng điện 0,3 A, NaCl 1 g L-1 740 rpm Trong thí nghiệm này, pH0 giải pháp đã không được điều chỉnh Các giải pháp cho pH0 AB1, RB4
và EY là 6.8, 3.8, và 5.8, lần lượt nhiễm Hình 2a-f cho thấy gỡ bỏ thuốc nhuộm với cực âm nhiều hơn nữa nhanh hơn so với những người có cathode tấm sắt và không gỉ thép tấm cực
âm Ví dụ, khi cực âm tấm thép cực âm đã được sử dụng, gỡ bỏ các màu sắc được 81%, 84%,
và 39% cho AB1, RB4 và EY, tương ứng là 12 phút Khi cực âm len thép đã được sử dụng,
EC mất màu nhanh chóng lớn hơn 98% thuốc nhuộm sau 12 phút treatment Khi clorua được
sử dụng như hỗ trợ điện, khác nhau phản ứng sẽ xảy ra trong EC Đầu tiên, trong EC, anode sắt Ngoài ra, với clorua như hỗ trợ điện, Cl được oxy hóa thành Cl2 (k) trong môi trường axit hoặc ClO trong nước kiềm (phương trình (7) và (8)) [28] Clo hoạt động có thể nâng cao sản xuất sắt chất keo tụ hydroxit (phương (9)) và trực tiếp loại bỏ thuốc nhuộm (phương (10) Bên cạnh đó, trong quá trình EC, làm ăn mòn anode tấm sắt và một lớp oxit sắt / dạng
hydroxit trên điện FE0 Các lớp của sắt oxit / hydroxit cũng có thể loại bỏ thuốc nhuộm và nó trung gian thông qua thu hút tĩnh điện và vật lý anode
Hình 3 Thay đổi về nồng độ sắt, pH dung dịch, và điện áp ở cực âm không gỉ thép lò phản ứng và len thép cực âm lò phản ứng trong quá trình keo tụ điện hóa (a) Tổng số nồng độ sắt; nồng độ (b) màu giải pháp EC-xử lý trước khi ly tâm (EC thời gian 6 phút), (c) giải pháp Fe2 + / Fe3 +; (d) thay đổi pH của dung dịch; (e) điện áp Điều kiện thí nghiệm: thuốc nhuộm 100
mg L-1 tấm thép không gỉ, tấm sắt, và len thép, tương ứng Lỗi thanh đại diện cho một độ lệch chuẩn., NaCl 1 g L-1 , Sắt tấm cực dương (28 cm2 ), 0,3 A, và 740 rpm Các khu vực bề mặt của cực âm là 28, 28, và 591 cm2 tấm thép không gỉ, tấm sắt, và len thép, tương ứng Lỗi thanh đại diện cho một độ lệch chuẩn
Ở những địa phương có PH cao có thể tăng cường sản xuất Fe3+ dẫn đến việc cải tiến thuốc nhuộm bị loại bỏ [15,30,31] Lakshmanan và những người khác
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân phối loại sắt trong EC Họ báo cáo giải pháp
mà độ PHs ở đó trên 8,5 thuận lợi cho việc oxi hóa Fe2+ lên Fe3+ bằng oxy hòa tan trong EC
Trang 5Trong nghiên cứu này, điện áp cần thiết ở catot( cực âm) của len thép phải thấp hơn hơn với catot của các tấm thép ko gỉ [hình 3e] Mollah và những người khác chỉ ra rằng sự gia tăng trên bề mặt catot có thể làm giảm sự quá tải điện áp do sức cản dung dịch Bên cạnh đó, khoảng cách giữa cực dương tấm sắt và cực âm len thép là khoảng 1mm Điều này có thể giải thích điện áp thấp hơn cho cực âm len thép lò phản ứng so với việc cho hai lò phản ứng song song Khoảng cách gần hơn giữa cực dương và cực âm có thể làm giảm sự quá điện thế do sức cản của dung dịch Hình 3e cũng hàm ý rằng việc tiêu thụ năng lượng cho sự bay màu AB1 khi sử dụng cực âm len thép thì thấp hơn so với việc sử dụng cực âm của thép không gỉ,Ngoài ra, tỷ lệ che phủ của lưới nilon cho cực âm len thép là khoảng 37% Lưới nilon có thể đã làm xáo trộn sự di chuyển dòng điện giữa các electron, tuy nhiên, sự xáo trộn của nó không được đánh giá trong nghiên cứu này Nghiên cứu sâu hơn về sự ảnh hưởng của nilon
về việc xáo trộn các dòng điện đang đc đề nghị
3.2 các yếu tố gây ảnh hưởng tới loại bỏ thuốc nhuộm bởi EC với thép len để làm cực âm
Các yếu tố ảnh hưởng đến thuốc nhuộm loại bỏ bởi các tế bào để làm cực âm thép Len được đánh giá Các điều kiện thí nghiệm AB1 100mg L^-1, dòng điện 0,3 A, và tốc độ trộn từ 740 vòng/ phút
Tác dụng của dòng điện trên loại bỏ AB1 bởi EC cũng được
đánh giá Hình 4c chỉ ra rằng trên dòng điện chứng minh sự bay màu của AB1 Ví dụ, khi dòng điện đã tăng lên từ 0,15 đến 0.6A, việc loại bỏ màu sắc của AB1 trong- nếp nhăn từ 20% đến 95% sau 3 phút điều trị Điều này là do
sự gia tăng dòng điện nâng cao tỷ lệ giải thể sắt (Eq (1)) [1,10] Tiêu thụ năng lượng là một vấn đề quan trọng trong việc loại bỏ thuốc nhuộm bởi EC Trong nghiên cứu này, năng lượng tiêu thụ cho việc khử màu AB1 tại dòng điện 0,3 và 0.6A là 0,0039 và 0.0068kW hg^-1, và tương ứng Do đó, dòng điện 0,3 A đc lựa chọn để nghiên cứu liên tục
Ảnh hưởng của tốc độ trộn khử màu trên AB1 bởi EC đã đc đánh giá
Hình 4d cho thấy độ khử màu trên AB1 tăng lên với tốc độ trộn từ Điều đó là khả thi dù cho cực âm len thép có bề mặt lớn so với sắt hydroxit tạo thành, sự gia tăng tốc độ trộn tăng cường sự tiếp xúc của sắt hydroxit xốp với AB1 trong các giải pháp thay vì vào bề mặt cực âm
3.3 Quang Phổ-Tia cực tím và độc tính thay đổi trong quá trình keo tụ điện hóa
Những thay đổi trong các quang phổ- tia cực tím của thuốc nhuộm có thể đc sử dụng để loại
bỏ thuốc nhuộm và sự phát triển trung gian trong EC Đối với các giải pháp AB1, hấp thu bước sóng ở mức cao nhất là 618 và 310 nm xảy ra ở cấu trúc nhóm mang màu và đột biến gien
Hình 5 Những thay đổi của tia cực tím-vis như của (a) axit đen 1, (b) Phản ứng màu xanh 4 ,
và (c) Eosin giải pháp vàng trong keo tụ điện hóa và (d) độc tính của các giải pháp điều trị thuốc nhuộm (EC 12 phút) Điều kiện thí nghiệm của thuốc nhuộm 100mg 1, Nacl 1g
L^-1, pH0 6,8, Sắt cực dương (28cm2), thép len cực âm (591 cm2), dòng điện 0.3 A, và 740
Trang 6M.-C.Wei et al Kỹ thuật Tạp chí Hóa học 192 (2012) 37-44
Hình 6 Tác dụng làm sạch thép len cực âm trên điện: (a) mà không cần rửa, (b) với rửa nước của 30 s Điều kiện thí nghiệm là thuốc nhuộm 100 mgL1, NaCl của 1gL1, pH06.8, cực dương sắt (28cm2), cực âm len thép (591cm2), hiện tại của 0.3A, và 740 rpm
Cấu trúc vòng naphthalene, tương ứng [20] Sau 9 phút, A618 (mang màu) và A310 (nhóm naphthalene) hoàn toàn biến mất Chỉ có dải hấp thụ nhỏ ở 200-300nm vẫn (Fig.5a) Điều này cho thấy rằng các tế bào cực âm len thép có hiệu quả loại bỏ az obands và các thành phần naphthalene trong các giải pháp AB1
Đối với các giải pháp RB4, các đỉnh hấp thụ đặc trưng ở các bước sóng 296nm và 595.370 là
do các anthraqui - nhóm không có, và đỉnh hấp thụ tại bước sóng 256nm là lại - lated các nhóm dichlorotriazine thơm và phản ứng
Fig.5b minh họa rằng EC cũng có hiệu quả loại bỏ anthraquinone, thơm, và các nhóm chức năng dichlorotriazine trong vòng 12 phút Chỉ có một đỉnh hấp thụ nhỏ ở 224nm được phát
Trang 7hiện Tương tự như vậy, các giải pháp EY, các A517 và A300 được cho là do cấu trúc mang màu [22] Fig.5c thơm của sản phẩm vẫn còn trong dung dịch sau khi EC Ngoài ra, chỉ có 12 phút trong thời gian điều trị EC đã được lựa chọn trong nghiên cứu này Tiếp tục nghiên cứu cần được tiến hành để điều tra những ảnh hưởng của thời gian kéo dài điều trị EC về việc loại
bỏ các byprod-các sản các giải pháp mất màu thuốc nhuộm
Các kết quả trên cho thấy EC nhanh chóng loại bỏ các quặng chromoph- và các sản phẩm của các giải pháp nhuộm Nhiều nghiên cứu đã báo cáo khi di chuyển hữu bởi EC chủ yếu thông qua trung hòa bề mặt, hấp phụ tĩnh điện và đồng kết tủa Tuy nhiên, clo cũng có thể tạo ra ở cực dương trong quá trình EC; nghiên cứu sâu hơn về moval lại bởi suy thoái anốt qua clo quá trình oxy hóa được đề nghị
Bởi vì EC với điện clorua tạo ra các sản phẩm độc hại bao gồm clo / hypochlorite và nhuộm theo sản phẩm, V fi scheri thử nghiệm ức chế ánh sáng được sử dụng để đánh giá độc tính của Twenty gram mỗi lít Na2S2O3 đã được sử dụng để loại bỏ các độc tố clo / hypochlorite trong EC giải pháp nhuộm [26] Hình 5d chỉ ra rằng sự ức chế ánh sáng của EC mất màu AB1, giải pháp RB4 và EY (thuốc nhuộm của 100mgL1, NaCl của 1gL1, hiện tại của 0.3A,
và 12 phút) là 80%, 56% và 76%, tương ứng Sau khi thêm 20gL1 của Na2S2O3, độc tính của họ giảm xuống còn 30%, 23% và 35%, tương ứng Độc tính của các sản phẩm có thể liên quan đến các hợp chất thơm trong EC điều trị các giải pháp nhuộm (Fig.5a-c) Nghiên cứu sâu hơn đề nghị để điều tra mối quan hệ giữa icity tox- và các sản phẩm trong EC giải pháp
xử lý
3.4 Tác dụng làm sạch vào tái sử dụng len thép cực âm
Tác dụng của nước rửa của cực âm len thép trên EC được đánh giá Các điều kiện thí nghiệm của AB1 100mgL1, dòng điện 0.3A, NaCl của 1gL1, và EC thời gian 12 phút
Hình 6a thấy rằng nếu không làm sạch, loại bỏ thuốc nhuộm bằng len thép tế bào cực âm giảm với tái sử dụng kế tiếp Điều này là do bùn đã được lắng đọng trên cực âm len thép mà
ức chế quá trình điện phân Ngược lại, khi cực âm đã được chỉ đơn giản là rửa sạch bằng nước trong 30 giây, các tính hiệu fi ef của tế bào cực âm len thép không giảm trong thời gian đầu tiên fi bảy lần tái sử dụng (Hình 6b) Kết quả của nghiên cứu này trong dicate rằng các tế bào cực âm len thép là một phương pháp tiềm năng cho việc điều trị của thuốc nhuộm nước thải
4.Conclusions
Ảnh hưởng của các loại cực âm về xử lý AB1, RB4 và EY của EC đã được nghiên cứu Khi một loại thuốc nhuộm của 100mgL1, dòng điện 0.3A, và tấm sắt cực dương được sử dụng, việc loại bỏ thuốc nhuộm của EC với một cực âm len thép (591cm2) là nhanh hơn so với những người có một tấm sắt (28cm2) và thép không gỉ tấm cực âm (28cm2) Trong EC với athode len thép, tăng tốc độ hiện tại và trộn điện tăng việc loại bỏ thuốc nhuộm Kết quả kiểm tra V ức chế ánh sáng fi scheri chỉ ra rằng các giải pháp mất màu chứa đựng độc tính thấp của các sản phẩm (23-35% ức chế ánh sáng) Khi cực âm len thép đã được rửa sạch bằng nước trong 30 giây, tính hiệu ef fi của cực âm len thép lò phản ứng không giảm trong thời
Trang 8gian đầu tiên fi bảy lần tái sử dụng Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra rằng các tế bào cực âm len thép là một phương pháp tiềm năng cho việc điều trị của thuốc nhuộm nước thải
Xác Nhận
Các tác giả chân thành cảm ơn các khoa học quốc gia nước có tỷ lệ-Cil của Trung Hoa Dân Quốc (Đài Loan) để hỗ trợ tài chính thuộc Dự án số NSC-100-2622 E-040-003-CC3
tài liệu tham khảo
[1] C.A Martínez-Huitle, E Brillas, khử ô nhiễm của nước thải chứa thuốc nhuộm hữu cơ tổng hợp bằng phương pháp điện hóa: đánh giá chung, Appl Catal.B 87 (2009) 105-145 [2] M Eyvaz, M Kirlaroglu, T S Aktas, E Yuksel, Ảnh hưởng của keo tụ điện hóa luân phiên hiện hành về loại bỏ thuốc nhuộm từ dung dịch nước, Chem Eng J 153 (2009) 16-22 [3] E Forgacs, T Cserháti, G Oros, loại bỏ thuốc nhuộm tổng hợp từ nước thải: đánh giá, vệ môi trường Int 0,30 (2004) 953-971
[4] H Zheng, Y Pan, X Xiang, oxy hóa của axit thuốc nhuộm eosin Y bởi hình ảnh mặt trời quá trình Fenton, J Gây nguy hiểm Mater 141 (2007) 457-464
M.-C Wei et al / Tạp chí Hoá học 192 (2012) 37-44
[5] K.S Wang, H.Y Chen, L.C Huang, Y.C Su, S.H Chang, Sự xuống cấp của phản
ứng Đen 5 sử dụng kết hợp điện xuống cấp, năng lượng mặt trời ánh sáng / cố định quá trình làm phim TiO2 và đánh giá độc tính , Chemosphere 72 (2008) 299-305
[6] SH Chang, SH Chuang, HC Li, HH Liang, LC Huang, nghiên cứu so sánh về sự
xuống cấp của I.C Remazol xanh Brilliant R và I.C Acid Black 1 Fenton bởi quá trình oxy hóa và FE0 (2009) 1279-1288
[7] S Brosillon, H Djelal, N Merienne, A Amrane, quá trình tích hợp sáng tạo để điều
trị các thuốc nhuộm azo: khớp nối của xúc tác quang hóa và sinh học điều trị, khử muối 222 (2008) 331-339
[8] RA Damodar, SJ Bạn, SH Ou, khớp nối tách màng với lò phản ứng quang xúc bùn để
xử lý nước thải nhuộm tiên tiến, tháng chín Purif Technol 76 (2010) 64-71
[9] I Oller, S Malato, JA Sánchez-Pérez, Sự kết hợp của quá trình oxy hóa tiên tiến quy
trình và phương pháp điều trị sinh học đối với nước thải khử trùng-một xem xét, Khoa học Tổng vệ môi trường 409 (2011) 4141-4166
Trang 9[10] MM Emamjomeh, M Sivakumar, xem xét các chất ô nhiễm loại bỏ bằng
cách keo tụ điện hóa và keo tụ điện hóa / quy trình tuyển nổi, J vệ môi trường Quản lý 90 (2009) 1663-1679
[11] B Merzouk, B Gourich, A Sekki, K Madani, Ch Vial, M Barkaoui, nghiên
cứu về các decolorization nước thải dệt nhuộm bằng quá trình keo tụ điện hóa liên tục , Chem Eng J 149 (2009) 207-214
[12] G Chen, công nghệ điện hóa trong xử lý nước thải, tháng chín
Purif Technol 38 (2004) 11-41
[13] AK Golder, N Hridaya, AN Samanta, S Ray, Keo tụ điện hóa
methylene xanh và eosin vàng bằng cách sử dụng các điện cực thép nhẹ, J Hazard Mater 127 (2005) 134-140
[14] P Durango-Usuga, F Guzmán-Duque, R Mosteo, MV Vazquez, G
Peñuela, RA Torres-Palma, phương pháp thiết kế thực nghiệm áp dụng cho việc loại bỏ các tinh thể nước tím bằng cách keo tụ điện hóa với Fe hay Al điện cực, J Hazard Mater 179 (2010) 120-126
[15] Y Gendel, O Lahav, Một cách tiếp cận mới để tăng hiệu quả thấp pH ứng
dụng Fe-keo tụ điện hóa, J Hazard Mater 183 (2010) 596- 601
[16] ] MYA Mollah, R Schennach, JR Parga, D Cocke, Keo tụ điện hóa (EC) -
- khoa học và ứng dụng, J Hazard Mater 84 (2001) 29-41
[17] N Daneshvar, H Ashassi-Sorkhabi, A Tizpar, Decolorization cam II
của phương pháp keo tụ điện hóa, tháng chín Purif Technol 31 (2003) 153-162
[18] Y Xiong, PJ Strunk, H Xia, X Zhu, HT Karlsson, điều trị của thuốc
nhuộm nước thải có chứa axit cam II sử dụng một tế bào với ba pha ba chiều điện, nước Res 35 (2001) 4226-4230
[19] ] HS Rosenkranz, J Pangrekar, G Klopman, tương đồng trong cơ chế hoạt
tính kháng khuẩn (MicrotoxTM khảo nghiệm) và độc tính đối với vật có xương sống, ALTA- altern, phòng thí nghiệm Anim 21 (1993) 489-500 quá
Trang 10trình / không khí và đánh giá độc tính, J Hazard Mater 166
[20] HY Shu, MC Chang, phát triển của một biểu thức để dự đoán tỷ
lệ decolorization của CI Acid Black 1 trong một quá trình UV / H2O2, thuốc nhuộm Pigm 70 (2006) 31-37
[21] PA Carneiro, RFP Nogueira, MVB Zanoni, thoái quang học đồng nhất của CI
phản ứng màu xanh 4 sử dụng một quá trình ảnh Fenton thuộc nhân tạo và năng lượng mặt trời chiếu xạ, thuốc nhuộm Pigm 74 (2007) 127-132
[22] J Bandara, K Tennakone, ppb Jayatilaka, Composite thiếc và kẽm oxit hạt
nanocrystalline tăng cường tách phí trong có độ nhạy sáng xuống cấp của thuốc nhuộm, Chemosphere 49 (2002) 439-445
[23] ] Hiệp hội Y tế công cộng Mỹ, phương pháp chuẩn cho Kiểm tra nước và
nước thải, nhu cầu oxy hóa học 5520, 1995, tr 5-12-5-16
[24] phương pháp chuẩn, năm 2000, phương pháp chuẩn cho Kiểm tra nước
và nước thải , ed 20., Hiệp hội Y tế công cộng Mỹ / Nước Mỹ Hiệp hội Công trình nước / Liên đoàn Môi trường, Washington, DC, 2000
[25] Chất lượng nước-Xác định tiêu chuẩn ISO của ức chế ảnh hưởng của mẫu
nước trên các phát thải ánh sáng của vi khuẩn Vibrio fischeri (vi khuẩn phát quang Test) ISO 11.348-1, Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế, Geneva, Thụy Sĩ năm 1998
[26] SH Chang, KS Wang, HH Liang, HY Chen, Li HC, TH Peng, YC Su,
CYChang, Điều trị các phản ứng Đen 5 bởi kết hợp keo tụ điện hóa - hạt than hoạt tính hấp phụ quá trình tái sinh, lò vi sóng, J Hazard Mater 175 (2010) 850-857
[27] HA Moreno-Casillas, DL Cocke, mộng Gomes, P Morkovsky, JR Parga,
E Peterson, cơ chế điện có để loại bỏ COD, tháng chín Purif.Technol 56 (2007) 204-211
[28] M Chafi, B Gourich, AH Essadki, C Vial, A Fabregat, So sánh cáckeo tụ
điện hóa bằng sắt và nhôm điện hóa chất đông máu để loại bỏ một hòa tan cao thuốc nhuộm axit, khử muối 281 (2011) 285-292