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偶氮染料在生产过程中会有1%～2%排放到环境中，在运用过程中也会有1%～10%排放到环境中。偶氮染料在环境中能合成产生20多种致癌芳香胺，在一定条件下会对人体产生极大的伤害，不只会大幅度进步水体色度，还会对人体环境和水体环境形成污染。
目前，偶氮染料废水常见的处置办法包括物化法、化学法和生物法。但由于存在二次污染、运转本钱高和可生化性差等问题，限制了这些办法的应用。近几年，光催化氧化处置偶氮染料废水的效果良好，成为偶氮染料工业废水处理的热点。吴远慧等运用CNT/CDS/壳聚糖-H2O2可见光光催化甲基橙溶液，甲基橙溶液起始质量浓度为15mg/L时，经过100min的反响后甲基橙溶液的脱色率可到达100%。李娄刚将二氧化锡投加到20mg/L的直接耐晒大红4BS中，经过80W的紫外灯映照120min后，直接耐晒大红4BS的降解率高达90%以上。此外，偶氮染料废水也能够经过复原法处置，袁超等运用零价铝复原偶氮染料废水RB222，在60～80℃、零价铝粉投加量为10～25g/L、pH为11的条件下反响2h，活性蓝222废水的降解率高达99%，探求其机理发现，零价铝粉经过复原作用毁坏偶氮键，从而使偶氮染料得到降解。
2012年Li初次在Environmental Science Technology上发表了关于UV活化亚硫酸根去除一氯醋酸的报道，将紫外光等活化手腕与亚硫酸盐、连二亚硫酸盐等复原剂相分离，产生强复原性自在基，如电子、氢原子、亚硫酸根自在基等，从而降解水中的污染物质，该技术称为高级复原技术。Vellanki等发现UV-L和SO32-相分离能够有效地去除硝酸根及次氯酸根，并且硝酸根比次氯酸根降解的更快。JungB等研讨了SO32-/UV-M和SO32-/UV-L对BrO3-的去除效果，结果标明，当BrO3-的质量浓度为500μg/L，光通量分别为10.5、73.5J/cm时，BrO3-可完整被去除，前者主要为直接光解去除，然后者则是经过产生的强复原性自在基将BrO3-实行降解。高级复原技术除了有效降解无机物外，对有机物的去除效果也很明显。
复原法能够降解偶氮染料废水，但采用高级复原技术处置偶氮染料废水还未见报道，笔者应用高级复原技术产生的强复原性自在基来降解偶氮染料废水，以人工配制的甲基橙废水为研讨对象，研讨了降解过程中的影响要素，初步讨论其反响机理。
1、实验局部
1.1 资料与仪器
甲基橙、亚硫酸钠、连二亚硫酸钠、氢氧化钠、37.5%盐酸、甲醇、叔丁醇、四氯化碳、溴酸钾。一切试剂均为剖析纯试剂，实验用水均为超纯水。
紫外分光光度计，TU-1810PC型，pH计，pHS-3C型。
1.2 脱色实验
配制一定浓度甲基橙溶液模仿偶氮染料废水置于烧杯中，分别参加一定量的亚硫酸钠，用HCl及NaOH调理溶液pH。将烧杯置于恒温磁力搅拌器中搅拌，并放在20WUVC紫外灯下实行映照，在10、20、40、60、80min时取样。为消弭pH的影响，将样品pH调至6～7后测定样品吸光度，计算去除率。
1.3 数据剖析办法
应用紫外-可见光分光光度计测定处置前后甲基橙废水的吸光度，脱色率计算式为：
式中：A0、At分别为甲基橙废水处置前、后样品在435nm时的吸光度。
2、实验结果剖析
2.1 比照实验
质量浓度为20mg/L的甲基橙废水在不同处置工艺下的去除率如图1所示。
从图1中能够看出，随着时间的增加，不同的处置工艺下甲基橙溶液都有一定水平的去除率。单纯的紫外灯映照下，甲基橙的去除效果并不明显，去除率在20%左右，单纯复原剂处置工艺下，经过80min的甲基橙的去除率仅为39%。在高级复原技术处置工艺中，经过80min的甲基橙的去除率最高可达67%，其中，采用亚硫酸钠为复原剂的高级复原技术处置工艺对甲基橙的降解率最高。
2.2 高级复原技术处置偶氮染料废水的影响要素
2.2.1 pH对去除效果的影响
在亚硫酸钠作复原剂的高级复原体系中，调理溶液的pH分别为2.00、4.00、6.00、8.00，对初始质量浓度为20mg/L的甲基橙溶液，复原剂投加量为0.1g/L时的去除效果如图2所示。
从图2中能够看出，pH=2时，甲基橙废水没有任何降解效果，pH=4时，随着时间的增加，甲基橙的去除率增大，经过80min甲基橙的降解率最高可达40%，当pH=8时，50min之前，甲基橙的去除率稍大于酸性体系，50min后，碱性环境下甲基橙的去除率略小于酸性环境下，当pH为中性时，甲基橙的去除率最高，经过80min甲基橙的去除率可达66%。Liu等以为，溶液pH对高级复原技术的影响主要是经过影响复原性自在基的构成来完成的。Vellanki等的研讨结果与本文相同，溶液pH的升高招致溶液中SO32-的含量增加，从而招致产生的复原性自在基增加，但当溶液的pH过高时，强复原性自在基的产生速率将会被一定水平的抑止，招致高级复原技术的初始去除速率低于中性条件下的去除速率，所以在中性条件下甲基橙的去除率最高。
2.2.2 原水质量浓度对去除效果的影响
在亚硫酸钠作复原剂的高级复原体系中，pH=6，改动溶液的原水质量浓度分别是10、15、20、30mg/L，复原剂投加量为0.1g/L的甲基橙溶液去除效果如图3所示。
从图3中能够看出，随着原水质量浓度的增加，甲基橙的去除率逐步降落。当原水质量浓度为30mg/L时，甲基橙的去除率缺乏10%，对甲基橙的降解效果不明显。缘由是复原剂投加量一定，产生的复原自在基有限，原水质量浓度增加，一方面招致溶液的透光度降低，使得参与光催化的光子数量减少，另一方面由于更多的溶质质点被吸附在催化剂外表招致活性位点减少，此外，原水质量浓度越高，产生的中间产物不能及时被降解，吸附在催化剂外表，也招致甲基橙的去除率降低。
2.2.3 复原剂质量浓度对去除效果的影响
在高级复原技术体系中，改动复原剂的质量浓度分别为0.01、0.02、0.1、0.2g/L和0.3g/L，在初始质量浓度为20mg/L、pH=6时，甲基橙溶液的去除率如图4所示。
从图4中能够看出，经过80min后甲基橙的去除率都大于40%。随着复原剂质量浓度的增加，甲基橙的去除率先增大后减小。复原剂的质量浓度为0.2g/L时，经过80min后甲基橙的去除率最大。这是由于一方面，复原剂的增加能够增加复原性自在基的浓度，从而进步甲基橙的去除率，另一方面，随着复原剂的增加，复原剂与甲基橙在活性位点上存在竞争，也会争夺有机物外表的空穴，在一定水平上抑止了甲基橙的降解去除。
综上所述，同时思索去除效果及经济性等要素，高级复原技术降解甲基橙实验中的最佳条件为：复原剂用亚硫酸钠、pH=6.00、原水质量浓度为20mg/L、复原剂质量浓度为0.2g/L。在该最佳条件下，经过80min高级复原技术处置的甲基橙废水的去除率可达67%。
2.3 高级复原技术处置偶氮染料废水的机理剖析
2.3.1 添加捕捉剂对甲基橙去除率的影响
高级复原技术会产生光生电子，水经过紫外光映照后会产生·OH和·H。甲基橙既能够被氧化降解，也可被复原降解。因而能够经过添加·OH的捕捉剂甲醇及·H的捕捉剂四氯化碳来讨论反响机理，实验结果如图5所示。
由图5能够看出，参加甲醇后，甲基橙去除率不变，阐明该过程不是光催化氧化过程。参加四氯化碳后，甲基橙溶液的去除率可增加至80%。高级复原技术中会发作如下反响：
参加的四氯化碳会与·H发作反响，使反响方程向右实行，生成大量的光生电子，加速反响实行。阐明高级复原技术降解偶氮染料过程中，光生电子是主要活性物质，此外能够经过添加四氯化碳的办法进步甲基橙的去除率。
2.3.2 紫外扫描图谱
在以亚硫酸钠为复原剂的高级复原体系中，pH=6、原始质量浓度为20mg/L、复原剂质量浓度为0.2g/L的甲基橙溶液随时间变化的紫外扫描光谱如图6所示。
由图6中能够看出，在0min时，未经处置的甲基橙溶液在464nm处偶氮键的吸收峰最大。随着时间的增加，464nm处的最大特征吸收峰逐步削弱。反响到达10min时，甲基橙溶液的最大特征吸收峰明显降落。经过40min甲基橙溶液在464nm处的最大特征吸收峰发作了明显的削弱。阐明高级复原技术能够毁坏甲基橙的偶氮键，从而有效降解甲基橙，因而高级复原技术能够用于偶氮染料废水的处置。
3、结语
(1)高级复原技术可有效处置偶氮染料废水，相比普通的复原法，去除率进步了28%。
(2)在20WUVC紫外灯映照下，pH=6、原水质量浓度为20mg/L、复原剂质量浓度为0.2g/L时，甲基橙的去除效果最好，可达67%。
(3)高级复原技术降解甲基橙过程中，光生电子是主要的活性物质，从紫外扫描图中能够得出，高级复原技术经过毁坏偶氮键降解甲基橙。因而，高级复原技术应用于偶氮染料废水的处置是可行的。
