EDTA对微电解体系降解对硝基酚的影响_李松

第28卷第6期2009年11月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVol.28,No.6November20092009年1月10日收稿.＊水处理与水环境教育部工程研究中心开放课题基金项目(WTWER0719).＊＊通讯联系人,E-mail:chenzzg@nju.edu.cnEDTA对微电解体系降解对硝基酚的影响＊李松刘波汪琦闫懂懂吴文菲陈泽智＊＊(南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,水处理与水环境修复教育部工程研究中心,南京,210093)摘要考察了EDTA对微电解体系降解对硝基酚的影响及作用机制,结果表明,EDTA能够提高微电解处理对硝基酚的效果;单因素试验法确定了微电解/EDTA体系处理1000mg·l-1对硝基酚的最佳条件:铁屑量120g·l-1,碳量20g·l-1,pH值为3,EDTA浓度1mmol·l-1.在此条件反应60min,对硝基酚去除率为89.7%,而常规微电解在最佳条件下对硝基酚的去除率仅为53.8%.值得关注的是EDTA不仅提高了对硝基酚的去除率,而且拓宽了微电解体系对pH值的适应范围,在中性条件下微电解/EDTA体系对硝基酚的去除率达到了63.5%,而相同条件下传统微电解法仅为19.5%.同时,通过对降解产物的鉴定,分析了对硝基酚在微电解/EDTA体系的降解途径.关键词微电解,EDTA,影响,对硝基酚.硝基酚作为一种化学中间体被广泛地应用于农药、医药、染料等精细化学品中,其产生的废水是典型的有毒且难降解有机废水[1].利用高级氧化法处理含硝基酚废水存在费用高,二次污染严重的问题,而生物法不仅效果差,而且处理时间过长.对于高浓度难降解有机废水,微电解法是一种较经济合理的处理方法,为了强化微电解的降解能力,在微电解的基础上加入H2O2形成Fenton试剂,提高处理效果[2],而作为螯合剂的EDTA可以和Fe2+通过一系列反应生成H2O[3]2.利用廉价的Fe和EDTA反应产生H2O2降解有机物,能够降低成本,反应条件在常温、常压、中性或偏酸性条件下就能有效进行,而传统的Fenton体系在pH>4的条件下反应非常慢.本文利用微电解处理对硝基酚和EDTA的混合废水,研究了废水中的EDTA对微电解处理对硝基酚的影响及其作用机制,利用GC/MS法鉴定了对硝基酚的降解产物,初步分析了对硝基酚在微电解/EDTA体系中的降解途径,为处理含酚和EDTA混合废水提供一定的理论和实验依据.1实验部分1.1实验方法配制浓度为1000mg·l-1对硝基酚模拟废水,首先通过多个单因素实验法,改变铁屑量、碳量、pH值,确定常规微电解降解1000mg·l-1对硝基酚的最佳条件,然后在相同条件下,比较微电解处理对硝基酚和EDTA混合废水的效果.最后通过改变微电解/EDTA体系的铁屑量(40,80,120,160,200mg·l-1)、pH值(1,3,5,7)、EDTA浓度(0.5,1,2,4,6mmol·l-1),探讨了各条件因子对处理对硝基酚的影响,并确定处理的最佳条件.1.2分析方法COD测定采用重铬酸钾法GB11914-1989.废水中COD残留率为:A%=Ct/C0×100%(其中C0为模拟废水的初始COD值;Ct为处理一定时间后废水的COD值).废水中对硝基酚利用分光光度法(756MC型)测定.波长400nm处测定吸光度,绘制标准曲线,计算对硝基酚的含量,废水中对硝基酚残留率:A%=Ct/C0×100%(其中C0为模拟废水的初始对硝基酚浓度,1000mg·l-1;Ct为处理一定时间后废水中的对硝基酚浓度).pH值利用pH精密仪测定;EDTA利用高效液相色谱仪(岛津,SPD-10AVP型)测定[4].对硝基酚的中间产物利用GC/MS(安捷伦,9890N/5360型)鉴定:取水样10ml,用H2SO4酸化至784环境化学28卷pH值为2,利用30ml二氯甲烷萃取3次,然后脱水浓缩至2ml,进行GC/MS分析.色谱条件:毛细管柱(30m×0.25μm,0.25μm),初始柱温50℃保持1min,以8℃·min-1上升到300℃保持1min,进样量1μl.质谱条件:EI离子源,电离能量70eV,连接管温度为200℃.2结果与讨论2.1EDTA对微电解体系降解对硝基酚的影响通过单因素实验法研究了常规微电解体系对1000mg·l-1对硝基酚的处理效果.结果表明,最佳处理条件为铁屑量80g·l-1、碳量20g·l-1、废水pH3.在此条件的基础上进行两组试验:①微电解降解对硝基酚和EDTA的混合废水,废水中EDTA浓度为2mmol·l-1,对硝基酚浓度为1000mg·l-1,测定废水COD、对硝基酚、EDTA的去除率.②微电解处理2mmol·l-1EDTA废水,测定废水EDTA的去除率.图1中(a)和(b