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1. 绪论 1
1.1 印染废水的特点 1
1.2 印染废水的处理方法 1
1.2.1 离子交换法 1
1.2.2 臭氧氧化法 1
1.2.3 吸附法 1
1.2.4 膜分离法 2
1.2.5 电解法 2
1.2.6 混凝法 2
1.3 二氧化氯处理印染废水的相关研究 3
1.4 二氧化氯的性质 4
1.5 二氧化氯的制备方法 4
1.6 二氧化氯的脱色机理 4
1.7 二氧化氯应用概况 5
2. 实验部分 6
2.1 主要原料、试剂及仪器 6
2.2 实验步骤 6
2.2.1 用亚氯酸钠自氧化法制备二氧化氯 6
2.2.2 用丙二酸法测定二氧化氯总含量 6
2.2.3 实验用废水 8
3. 实验结果与讨论 9
3.1 标准曲线的绘制 9
3.1.1 波长扫描 9
3.1.2 浓度与吸光度关系曲线 9
3.2 单因素考察 10
3.2.1 转速对废水脱色效果的影响 10
3.2.2 ClO2投加量对废水脱色效果的影响 11
3.2.3 pH值对废水脱色效果的影响 12
3.2.4 反应温度对废水脱色效果的影响 12
3.2.5 反应时间对脱色效果的影响 13
3.2.6 废水初始浓度对脱色效果的影响 14
3.3 正交设计 15
3.4 正交结果 16
4. 总结与展望 17
致谢 18
参考文献 19
1 绪 论
1.1 印染废水的特点
印染废水中的主要污染物有染料、浆料、助剂、纤维杂质、油剂、酸碱以及无机盐等。其中，助剂和染料COD的 70%以上，而染料只占废水COD的10%左右。但是，染料形成了印染废水的主要特征之一—高色度。
1.2 印染废水的处理方法
国内外已尝试过多的种方法,包括离子交换、臭氧氧化、吸附法、膜分离法、电解法和混凝法等。
1.2.1离子交换法
近年来,针对水溶性离子型染料废水脱色困难进行了各种研究。其中利用改性纤维素制备成各种离子交换脱色纤维素,取得了较大进展。一种羟基丙基纤维素比纤维素本身对活性染料、直接染料、络合还原染料具有更大的亲和力。对除碱性染料外的其它染料废水的脱色效果优于活性炭。
离子交换法脱色存在的主要问题是,交换剂寿命低,再生困难,不适合大规模废水处理。
1.2.2臭氧氧化法
臭氧氧化法对含水溶性染料的废水如活性、直接、酸性等阴离子染料，有较高的脱色率。但对以分散悬浮状态存在于废水中的分散、还原、硫化染料和涂料的脱色效果较差，研究表明偶氮类染料易被臭氧氧化。目前臭氧氧化技术多与其他技术结合应用，如混凝沉淀后再用臭氧处理可提高脱色效果，且降低处理费用；臭氧电解处理，臭氧与紫外线辐射结合都可提高脱色率。臭氧的发生多采用无声放电法，臭氧氧化法具有适应性广、脱色率高且无二次污染的特点，但其对COD去除率较低，运行费用相对偏高[1]。
1.2.3吸附法
在物理处理法中应用最多的是吸附法，这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或顺粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的撼床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法，该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能[2]。
1.2.4膜分离法
膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中某些成分有选择性透过而得到分离的方法。目前在印染废水回用上应用较多的膜分离技术有:反渗透(RO)、纳滤(NF)、微滤(MF)和超滤(UF)。这些膜分离过程都是以压差为驱动力,废水流经膜面的时候,废水中的污染物被截留,而水透过膜,实现了对废水的处理。对于MF和UF来说,它们的孔径较大,可以用常规的过滤过程来描述其分离机理;而对于NF和RO这些无孔膜来说,它们的分离机理一般用溶解-扩散模型和平衡热力学模型来解释。有一些纳滤膜表面带有电荷,它们的分离机理比较复杂,一般用电荷模型和空间位阻模型来阐明分离过程。利用活性泥法或生物膜法均可有效地去除其中的COD，但一般对色度去除的效果并不明显[3]。通过选择优势菌种可较好的去除色度[4]，但所选择的优势菌种是否能够长时间地在生物处理系统中占主导地位，并始终保持其优良特性，使得这类研究的推广应用受到了一定的限制。
1.2.5电解法
电化学法是利用电解过程中发生的氧化还原反应处理废水的方法，可对印染废水实现有效脱色。传统的电解法对疏水性及亲水性染料都有较好的脱色效果，但电耗大。目前采用较多的是混凝一电解法，先去除胶体态或分散态染料，针对水溶性染料完成氧化脱色，以节省电能。研究表明对含直接、硫化、分散及媒介染料的印染废水采用电解法脱色率可达较高水平，酸性染料废水脱色率可达70%以上。
铁炭微电解法是近年来国内水处理研究的热点之一，它不仅工艺简单，操作方便，而且应用范围广泛，特别对于染色废水的处理显示出良好的效果。铁炭微电解法的工作原理是利用铁和炭在电解质溶液中，由于铁与炭存在一定的电位差，使它们表面形成无数个微电池回路，因而两极发生一系列氧化还原反应，破坏染料发色体系以脱除染整废水的色度。同时电极反应中阴极产生的新生态亚铁离子，除具有还原作用外，其水解产物具有较强的絮凝和吸附能力，后续采用石灰乳中和，可进一步提高脱色效果[5]。
1.2.6混凝法
混凝法是印染废水处理中采用最多的方法,有混凝沉淀法和混凝气浮法2种。常用的混凝剂有碱式氯化铝、聚合硫酸铁等。混凝法对去除COD和色度都有较好的效果。混凝法设置在生物处理前,混凝剂投加量较大,污泥量大,易使处理成本提高,并增大污泥处理与最终处理的难度[6]。混凝法的COD去除率为30%~60%,BOD去除率为20%~50%。
1.3 二氧化氯处理印染废水的相关研究
二氧化氯作为一种具有强氧化性和氧化过程中很少有有机物产生的氧化剂[7]，在水处理的氧化消毒及造纸、纸浆工业的漂白等行业已经广泛使用。
本文研究的主要内容是利用亚氯酸钠和盐酸制备二氧化氯，研究二氧化氯对废水脱色各个因素的影响，得到最优的工艺条件。首先，我们查阅了大量的文献资料，参考了一些关于二氧化氯对各种染料脱色以及其他物质对印染废水脱色的文章，如：
王九思[8]用ClO2氧化与活性炭吸附相结合的方法处理染色废水,与单独用ClO2氧化或活性炭吸附处理相比,CODCr去除率和脱色率均有较大提高。
王代芝，揭武[9]用三氯化铝改性的膨润土对酸性红的吸附作用，结果表明此改性方法能够明显改善膨润土在水中的沉降与过滤性能，大大提高了膨润土对酸性红的吸附能力。
吴坚，扎西[10]采用Fenton试剂处理酸性
玫瑰红B染料废水,考察了FeSO4投加量、H2O2投加量、pH值和反应时间对处理效果的影响,研究了原水的氧化还原电位的变化规律。
金朝晖等[11]从受污染土壤中筛选出具有广谱脱色的优势菌17株，并进一步扩大染料范围,筛选出3株对偶氮、蒽醌、三苯甲烷染料均有较好脱色效果的优势菌株。3株菌分别为青霉属菌和头孢霉属(菌)的真菌；以染料配水为例，探讨了pH值、温度、碳源、氮源因素对菌株脱色的影响；并进行了实际废水的脱色实验,结果表明该菌在pH值5-9,温度18-37℃的区间内，且外加葡萄糖提供0.15%碳源时对染料废水的脱色率可达70%。因此对处理染料污染废水具有较好的应用前景。
华彬,陆永生,唐春燕,卞华松,胡龙兴[12]以酸性红B染料模拟废水为对象,考察了废水浓度、pH、超声时间、NaCl投加量及曝气等因素对其超声降解效率的影响。
1.4二氧化氯的性质
ClO2在常温下为黄绿色或橘黄色气体，当溶液中浓度14～17mg/L时气味明显[6],具有氯和臭氧的特殊刺激臭味，毒性与氯气相似。在20℃、大气压力下,水中二氧化氯的质量浓度为70mg/L。二氧化氯气体在室温条件下可压缩为液态,密度为2.4kg/L,沸点10.9℃,熔点-59℃。在水中的溶解度很大，约为Cl2的5倍 ，ClO2分子结构外层存在一个未成对电子———活泼自由基,具有很强的氧化作用，二氧化氯的还原能力（0.95V）比氯气（1.95V）低的多，但它的氧化能力却比氯气高的多，其氧化能力约为Cl2的2.63倍。其气体在高于-40℃时不稳定、易爆炸,所以需要在使用现场生产。二氧化氯暴露于光线下或接触有机物时,温度上升就会爆炸。二氧化氯压缩为液态,轻微的环境变化就会导致爆炸。工业上,二氧化氯运输通过混合空气以保持二氧化氯浓度在8%～12%。在黑暗中,二氧化氯溶液可保存几个月。
1.5 二氧化氯的制备方法
本实验采用亚氯酸钠自氧化法：在酸性介质中,亚氯酸钠发生自氧化还原反应生成二氧化氯。反应式为:
5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
该方法的特点是一次性投资少,操作工艺简便,易于控制。不足之处是反应速度慢,酸量大,产生的废酸多。如果是在盐酸介质中反应,产品混合物中会有一定量的盐酸。
1.6 二氧化氯的脱色机理
ClO2处理印染废水主要是氧化破坏染料的发色基团和助色基团，达到显著的脱色效果。在一定条件下，二氧化氯可与DPD(N，N一二乙基对苯二胺)、甲酚红(邻甲酚磺酞)、氯酚红(二氯磺酞)、酸性靛蓝(5，5一靛蓝二磺酸盐或靛蓝三磺盐)、丽丝胺绿B(芳甲烷染料)、罗丹明B(四乙基罗丹明)和亚甲蓝等显色剂发生脱色反应。酸性靛蓝在pH<4时，可以与氧化剂二氧化氯发生断键反应，而生成稳定化合物靛红C8H5NO2。二氧化氯除与酸性靛蓝等染料发生反应外，还与许多直接染料和活性染料反应，而使染料褪色。利用二氧化氯的这一性质，可将二氧化氯用于处理印染废水。目前，利用二氧化氯来处理印染废水已得到一定的进展，尤其在脱色方面去除率高，因而是具有广阔的推广应用前景的。
1.7 二氧化氯应用概况
制成的稳定性二氧化氯作为一种多功能化工产品，自上个世纪和年代就逐步在纸浆和纺织品漂白、消毒及自来水净化、工业废物处理等行业得到应用，尤其是经ClO2消毒后反应物基本无毒。二氧化氯作为一种强氧化剂,由于其在消毒杀菌、防腐除臭、保鲜及环境污染处理等方面的独特功能已受到国内外有关专家的广泛关注。80年代中期,美国农业部(USDA)和美国环保局(USEDA)确认ClO2可作为食品消毒剂和饮水杀菌剂。最近,世界卫生组织(WHO)认为该物质完全无致癌,而推荐为安全消毒物质中的A1级产品。目前,越来越多的国家已把ClO2用作饮用水的消毒剂,并对ClO2在医疗卫生、水产品加工、果蔬保鲜及环境污水处理等方面进行广泛的应用研究。
ClO2的研究和应用在我国始于20世纪80年代，生产规模上与国外相比都有一定差距，但是目前发展迅速，已有多家厂家生产，应用领域也很广泛，主要有饮用水处理、废水处理、杀菌灭藻、医疗卫生、造纸工业、油田解堵等几个方面。ClO2作为灭菌消毒氧化剂，具有很好的效果，明显优于常用的Cl2，且具安全可靠、无环保问题等优点，因此，它的应用势必愈来愈广，在我国的应用亦有广阔的前景。
2 实验部分
2.1主要原料、试剂及仪器
(1)亚氯酸钠 Ａ.Ｒ. (6)硫代硫酸钠 Ａ.Ｒ.
(2)淀粉 Ａ.Ｒ. (7)丙二酸 Ａ.Ｒ.
(3)盐酸 Ａ.Ｒ. (8)重铬酸钾 Ａ.Ｒ.
(4)硫酸 Ａ.Ｒ. (9)废水
(5)碘化钾 Ａ.Ｒ.
主要仪器：
(1)可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司 722E型)
(2)恒温水浴缸（上海精密实验设备有限公司 DK-S24型）
(3)恒速搅拌器（上海申胜生物技术有限公司 S212-40型）
(4)二氧化氯发生装置(实验室自搭)
(5)电子天平（北京塞多利斯仪器系统有限公司 BS124S型）
2.2.实验步骤
2.2.1 用亚氯酸钠自氧化法制备二氧化氯
(1)打开恒温水浴调至250C；
(2)待水温稳定后，将装有反应液的三口烧瓶浸入水浴锅，同时打开空气压缩机控制0.14m3/h的气体流量，反应开始；
(3)观察反应过程中物料颜色的变化，反应30分钟，结束反应；
(4)关闭水浴锅和压缩机，整理实验台面，将设备等恢复原状。
2.2.2 用丙二酸法测定二氧化氯总含量
试剂配制
(1)2mol/L硫酸 取11mL98%浓硫酸加入到89mL水中置于试剂瓶中；
(2)10%碘化钾 10g碘化钾加入90mL水中置于棕色瓶中避光保存于冰箱中，
若顔色变黄需重新配制；
(3)0.5%淀粉 取0.5g淀粉置于100mL水中煮沸，冷却后置于棕色瓶中避光
保存；
(4)10% 丙二酸 10g丙二酸加无离子水溶解成100mL；
(5)0.1mol/L硫代硫酸钠溶液 取1000mL蒸馏水加入0.1g碳酸钠，煮沸，
称取24.80g硫代硫酸钠置于该沸水中，冷却放置于棕色瓶中，避光保存1-2周；
(6) 标定0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液 在碘量瓶中移取一定量重铬酸钾
标准液加入10%碘化钾4mL及1.5mL的2mol/L硫酸，塞好玻璃塞，摇匀，于暗处置放10min。用上述配制的0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定。经滴定计算得硫代硫酸钠标准溶液的浓度为0.111mol/L。
测定
取二氧化氯液10.0mL，置于含100mL无离子水的碘量瓶中，加10% 丙二酸
溶液2mL，摇匀。静置反应2min后，加2mol/L硫酸10mL，10%碘化钾溶液10mL后加蒸馏水数滴
于碘量瓶盖缘，置暗处5min。打开盖，让盖缘蒸馏水流入瓶内。用硫代硫酸钠标准溶液（装入滴定管中）滴定游离碘，边滴边摇匀。待溶液呈淡黄色时加入0.5%淀粉溶液10滴，溶液立即变蓝色。继续滴定至蓝色消失，记录用去的硫代硫酸钠溶液总量。重复测3次，取3次平均值进行以下计算 。
由于1mol/L硫代硫酸钠标准溶液1mL相当于13.49mg二氧化氯，故可按下
式计算二氧化氯含量：
二氧化氯含量(mg/L)=(M×V×13.49/W)×1000
其中：M-------硫代硫酸钠标准溶液的浓度mg/L；
V-------硫代硫酸钠标准溶液在滴定中用去的毫升数mL；
W-------碘量瓶中所含二氧化氯样液毫升数mL（溶液10mL），盖上盖并振摇混匀。
2.2.3实验用废水
余姚百利特种纺织染整有限公司的废水，是棉类的印染废水。
1、原水的测定：
CODCr=（25.02-22.78）×39.15×5=438mg/L
SS1=(39.8700-39.8360)×10000=330mg/L（悬浮固体）
SS2=(39.4721-39.4422)×10000=299mg/L
SS=(330+299)÷2=315mg/L
pH=8
电导率=4100μS/cm
2、 初沉： FeSO4 15g (300ppm)
50L原水+ PAC 500ml (100ppm)
PAM 150ml (15ppm)
测定上清液的CODCr： CODCr=（24.92-20.7）×39.15×5=313mg/L
3 实验结果与讨论
3.1 标准曲线的绘制
3.1.1 波长扫描
取废水30mL，加去离子水配成100mL，用分光光度计在不同波长下进行量，
得到以下的最佳波长曲线，结果见图1：
图1 废水波长扫描
从上图可以看出,波长在340nm时，吸光度达到最大值，即最大吸收峰，以此作为测定波长。
3.1.2 浓度与吸光度关系曲线
分别取0mL、3mL、5mL、7mL、10mL、30mL、50mL、70mL、100mL废水，各加去离子水配成100mL，分别用分光光度计在340nm进行测量，得到以下的浓度标准曲线，（由于原废水成分复杂，因此设定原废水浓度为100%，浓度以百分号表示）结果见图2：
图2 废水浓度与吸光度的关系曲线
在以下单因素考察实验中，将吸光度代入上面方程中，算出反应后废水的浓度y，再根据y1=y总-y算出反应的废水的量y1，最后根据脱色率= y1/ y总×100%，计算出脱色率。
3.2 单因素考察
3.2.1 转速对废水脱色效果的影响
在二氧化氯与废水反应时,由于存在一个混合接触的过程,它们的溶液浓度虽然不变，但是,理论上来说,在混合反应时,加快混合时的速率,可以提高反应的速率。因此,对于搅拌速率来说,应该是越快越好。移取30mL废水,加当量浓度为1002mg/L的二氧化氯溶液，使二氧化氯和废水体积比为1:1（过量），在保持温度、pH、起始料液等各因素保持不变的前提下,来考察不同的搅拌速率是否对二氧化氯的脱色效果有影响，使转速分别控制在0r/min、60r/min、100r/min、180 r/min、240r/min,考察搅拌速度对废水脱色效果的影响。反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过废水的标准曲线计算脱色率，结果见图3：
图3转速与脱色率的关系曲线
从上图可以看出,搅拌对反应是有影响的。搅拌增加了反应物之间的接触，使反应更完全，实验表明，不搅拌与搅拌相比脱色率较差，而低速搅拌与高速搅拌相比，脱色率相差无几。因此，只需要保证低速的搅拌，就可以达到提高脱色率的效果。
注:在反应完全的溶液中,二氧化氯作为脱色物质,必须过量。而且,由于二氧化氯分子是有颜色的,对测定反应后溶液的吸光度是否存在影响,我们做了个实验,就是将没有经过鼓泡赶走二氧化氯的溶液,和有经过鼓泡赶走二氧化氯的溶液的吸光度做了对比,发现必须进行鼓泡测得的吸光度才是可行的,不进行鼓泡的溶液,二氧化氯存在较大的影响。因此,下面的溶液测得的吸光度都是已经进行过鼓泡的。
3.2.2 ClO2投加量对废水脱色效果影响
在反应温度25℃，不加酸碱和反应时间20min，转速60r/min不变的情况下，移取30mL废水,加浓度为1002mg/L的二氧化氯溶液，使加二氧化氯的量（mg）和废水体积比分别为0.25、0.333、0.5、1、1.5，但要让总溶液的量保持在100mL以内,然后加水让溶液的体积保持在100mL,这样就保持了废水浓度的一致性。在相同的因素前提下,考察ClO2投加量对废水脱色效果的差异。反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过废水的标准曲线计算脱色率，结果见图4：
图4 投料比与脱色率的关系
由图4可以看出 ,废水脱色率随二氧化氯的量的增加而逐渐升高。较低投量时,脱色率的升高幅度较大 ,当投量增加到一定程度后（1:1）脱色率变化趋于平缓，基本上脱色率保持不变。随着二氧化氯投加量的增加 ,脱色率升高。扣除杂质盐的影响后脱色率可达95%，由此可见，二氧化氯作为氧化剂染料是有很强的脱色能力的,并且脱色能力也都随着二氧化氯的投加量增加而增强。
3.2.3 pH值对废水脱色效果的影响
移取30mL废水,加浓度为1002mg/L的二氧化氯溶液，使二氧化氯的量（mg）和废水体积比为1:1（过量），加水稀释保持溶液总体积100mL，在反应温度25℃,转速60r/min,反应时间20min的条件下，加盐酸或氢氧化钠使pH值分别为4、6、8、10、12，考察pH值对废水脱色率的影响，反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过废水的标准曲线计算脱色率，得以下曲线，结果见图5:
图5 pH与脱色率的关系曲线
由图可知，脱色率在酸性条件下,处理效果不好，随着pH值的逐渐增大，脱色率逐渐增大，在碱性条件下，效果较好，到pH到10时产生少量橘红色沉淀（可能为三价铁离子），使脱色率明显提高。
3.2.4 反应温度对废水脱色效果的影响
温度是影响反应效果的因素之一,从印染车间排出的废水通常具有较高的温度。移取30mL废水,加浓度为1002mg/L的二氧化氯溶液，使二氧化氯的量和（mg）水和二氧化氯的浓度的一致性。在相同的因素前提下,考察不同的温度二氧化氯对废水溶液的脱色效果的差异。因此,分别考察在15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃和50℃下的脱色率。确定温度这个单因素,是否对二氧化氯脱色效果有影响。以下是考察在不同温度点时,二氧化氯对废水在不同的温度条件下的脱色能力的大小差异。结果见图6：
图6 温度与脱色率的关系曲线
从上图可以看出,二氧化氯对废水进行脱色时,温度对其脱色能
力有一定影响，并且温度越高脱色效果越好。可能的原因是由于温度升高,二氧化氯的活化能升高,使转化率提高,但是温度过高,使挥发的二氧化氯较多,造成了二氧化氯溶液浓度的下降。但从工厂废水排放的温度，及处理能耗考虑，在室温下（25℃）进行处理，比较合适。
3.2.5反应时间对废水脱色效果的影响
在进行脱色时,由于不知道确切的反应时间,使得有些反应无法判断比较,因此,必须要考虑二氧化率脱色的比较准确的反应时间。进行以下的实验: 移取30mL废水,加当量浓度为1002mg/L的二氧化氯溶液，使二氧化氯的量（mg）和废水体积比为1:1（过量），加水稀释保持溶液总体积100mL，在反应温度25℃,转速60r/min, 反应时间分别为1、2、3、5、8、10、20min,考察反应时间对脱色率的影响,反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度,最后通过废水的标准曲线计算脱色率, 结果如下图7：
图7 反应时间与脱色率的关系曲线
从图7可以看出，反应速度较快,反应10min后,脱色率几乎不再随时间的增加而增加,这说明反应已完全。
3.2.6 废水初始浓度对脱色效果的影响
在反应温度25℃、不加酸碱和反应时间20min，转速60r/min，加二氧化氯溶液不变的情况下，分别移取10mL、20mL、30mL、40mL、50mL废水原溶液，加水稀释保持溶液总体积100mL。在相同的因素前提下,考察废水起始浓度对脱色率的影响。反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过废水的标准曲线计算脱色率。结果见图8：
图8 废水起始浓度对脱色率的影响
从上图可以看出,在起始废水浓度发生改变时,二氧化氯对废水溶液的脱色能力基本无影响,可见二氧化氯的脱色能力还是较强的。
3.3正交设计
经以上单因素考察，初始浓度对脱色率基本无影响。而反应为快速反应，且反应程度较高。因此，初始浓度和反应时间不做设计因素。考虑废水排放的温度，一般在室温，因此，选取温度因素水平为：20℃、25℃、30℃。搅拌速率选取水品为：0r/min、60 r/min、100 r/min。在保证一定脱色率前提下选取1:3、1:1、1.5:1的水平。原始废水pH为8.84，选取pH因素的水平为：6、8、10。
表1 因素水平选择
正交设计 1 2 3
1温度（℃） 20 25 30
2搅拌（r/min） 0 60 100
3配比（体积比） 0.333 1 1.5
4 pH 6 8 10
图9 脱色率随因素变化情况
表2 正交实验
实验号 1(温度) 2（搅速） 3（配比） 4(pH) 脱色率(%)
1 1 1 1 1 33
2 1 2 2 2 44.3
3 2 1 2 3 56.7
4 1 3 3 3 49.6
5 2 2 3 1 33
6 2 3 1 2 41.5
7 3 3 2 1 48.6
8 3 2 1 3 56
9 3 1 3 2 42.2
T=404.9
Ⅰ 134 131.2 130.5 108.2
Ⅱ 124.1 133.3 136.1 134.4
Ⅲ 146.8 140.4 138.3 162.3
Ⅰ′ 44.67 43.73 43.5 36.06
Ⅱ′ 41.37 44.43 45.37 44.8
Ⅲ′ 48.93 46.8 46.1 54.1
R′ 7.56 3.07 2.6 18.04
3.4正交结果
通过正交设计可得出：极差大小顺序为：R（pH）>R(温度)>R(搅速)>R(配比)
最佳设计条件为：搅速=100r/min、配比=1.5、pH=10、温度=30℃。
4 总结与展望
（1）在考察搅拌速度对染料脱色率的影响时发现，搅拌速率对其脱色能力有一定影响。搅拌增加反应物之间的接触，使反应更完全，实验表明，不搅拌与搅拌相比脱色率较差，而低速搅拌与高速搅拌相比，脱色率相差无几。因此，只需要保证低速的搅拌，就可以达到提高脱色率的效果。
（2）在考察ClO2投加量对染料脱色率的影响时我们发现，废水脱色率随二氧化氯的量的增加而逐渐升高。较低投量时,脱色率的升高幅度较大 ,当投量增加到一定程度后（1:1）脱色率变化趋于平缓，基本上脱色率保持不变。随着二氧化氯投加量的增加,脱色率升高，在单位体积比1:1时脱色率就接近50%，如扣除杂质盐的影响，脱色率可达到95%以上。这说明二氧化氯对这种染料废水的氧化作用很强，体现了二氧化氯的优越性。
（3）在考察pH值对染料脱色率的影响时我们发现，脱色率在酸性条件下,处理效果不好，随着pH值的逐渐增大，脱色率逐渐增大，在碱性条件下，效果较好，到pH到10时产生少量橘红色沉淀（三价铁离子），使脱色率明显提高。
（4）在考察温度影响因素时发现，尽管理论上，温度越高废水的脱色效果越好，但联系实际因素，考虑能耗等因素，反应温度在常温附近比较合适。
（5）考察反应时间影响因素时，发现反应较快速，10min基本就反应完全。
（6）在考察废水初始浓度对脱色率的影响时，发现在起始废水浓度发生改变时,二氧化氯对废水溶液的脱色能力基本无影响,可见二氧化氯的脱色能力还是较强的。
（7）通过正交设计得出，最佳设计条件为：搅速=100、配比=1.5、pH=10。
（8）二氧化氯产业已是国际公认的绿色朝阳产业，应用领域和消费量还将大规模拓展，其技术的发展趋势是低耗节能、高效高纯、低副产物的系列生产工艺和针对各个行业而开发的使用便捷、应用成熟的下游产品的应用。就目前而言，稳定性二氧化氯和二氧化氯发生器等系列产品，投资少、见效快，不仅能有效地发挥其本身的特性，还可推动相关产业的繁荣和发展。
致 谢
四年的大学生活就这样随着毕业论文的完成而结束了，感谢浙江科技学院所有教过我的和我所熟悉的老师的谆谆教诲，特别是生化学院的老师们的教导将使我终生受益。由衷感谢诸爱士老师，在他的孜孜不倦的指导之下使我顺利完成了毕业课题。诸老师严谨的科学态度使我受益良多，还有在实验过程中给我的谆谆教诲，以及在四年大年生活中对我关心和照顾，在此衷心感谢您！还有和我同做一组实验的同学，也给了我很多帮助，在这里一并谢过。
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