印染废水电子束处理的实验研究

    1 引言
    目前，科研人员通常采用混凝法、生物污泥法对有机染料废水进行脱色、降解研究，但
效果不甚理想，而化学催化法目前尚不成熟。本文利用电子加速器产生的电子束辐照印染
废水，以便有机染料脱色和降解。
    2 实验部分
    2.1 原料与设备乳化油(代号 A)，上海恒泰毛纺品厂印染废水(代号 B)，漂染十七厂印染
废水(代号 C)，蒽醌染料（酸性兰 40，代号 D），氧气。电子静电低能加速器（能量
0.3MeV，上海大学射线组提供）。
       2.2 实 验 步 骤 取 多 个 容 器 ， 分 别 贴 上 标 签 A1 ～ A4 ， B1 ～ B4 ， C1 ～ C4 ， D1 ～
D4，A1x、B1x、D1x，A1y、B1y、D1y，A1z、B1z，然后注入 4 种废水各 100mL。将
A1、B1、C1、D14 个容器放在电子加速器的辐照窗下(容器严格置于一直线上，且间隔距离
相等)，同时通入氧气，调节气体流量为 2L/min。开启电子加速器，束流固定为 5mA，辐
照时间为 5min。换上 A2，B2，C2，D24 个容器，束流不变，辐照时间为 10min。换上
A3，B3，C3，D34 个容器，束流不变，辐照时间为 20min。换上 A4，B4，C4，D44 个容
器，束流不变，辐照时间为 40min。将 A1x、B1x、D1x3 个容器进行辐照，辐照时间为
10min，束流为 10mA。换上 A1y、B1y、D1y3 个容器，上述条件不变，束流为 15mA。换上
A1z、B1z2 个容器。上述条件不变，束流为 20mA。
    3 结果与讨论
    3.1 色度的变化情况 4 种废水的色度变化结果，不同辐照时间下废水的脱色情况，色度
的改变与辐照时间(辐照剂量)和染料溶液自身浓度有关。在相同浓度下，辐照时间越长，
色度改变（褪色程度）就越大。这是由于辐照提供了大量能量，使染料分子降解成小分子，
从而褪色。在相同辐照时间下，浓度越大的染料，颜色就越深。因为同样辐照，提供同等
能量，被降解的染料分子数相同。浓度越大，染料分子数越多，所以剩余染料分子数也越
多，颜色就显得越深。实验发现，由于乳化油的结构非常复杂，单纯的辐照不能使乳化油
明显褪色，这值得今后作更深入的研究。
    3.2 光谱分析
    3.2.1 束流相同、时间不同的实验条件未经辐照的溶液均有很明显的吸收峰。经过辐照后，
从光谱图上已看不出明显的吸收峰，且随着辐照时间的增加，谱线平直且接近横坐标，
这说明主要的颜色基团已基本没有，溶液中染料有机分子基本被降解。因此，辐照时间是
降解程度的重要因素，辐照时间越长，降解程度越大。3.2.2 时间相同、束流不同的实验条
件未经辐照的溶液均有很明显的吸收峰。经过辐照后，从光谱图上已看不出明显的吸收峰，
且随着辐照时间的增加，谱线平直且接近横坐标，这说明主要的颜色基团已基本消失，
溶液中染料有机分子基本被降解。因此，辐照束流是影响降解程度的重要因素，辐照束流
越大，降解程度就越大。
    3.3CODCr 的测定 CODCr 的测定结果见表 2。表 2CODCr 的测定结果由表 2 可知，辐照
过的溶液 CODCr 比未辐照过的溶液 CODCr 明显降低。
    4 结论
    4.1 通过电子束辐照可以使染料废水达到脱色的效果，最终达到无色。
    4.2 对于同种溶液，辐照束流和辐照剂量是决定脱色程度的两大重要因素。时间相同，
束流越大，脱色程度越大；束流相同，时间越长，脱色程度越大。