UV_Fenton光催化氧化降解对氯苯酚废水反应动力学_陈琳

文章编号:0253-2468(2004)02-0225-06中图分类号:X703.1文献标识码:AUVFenton光催化氧化降解对氯苯酚废水反应动力学陈琳,雷乐成＊,杜瑛(浙江大学环境工程系,杭州(玉泉)310027)摘要:研究了UVFenton体系降解对氯苯酚废水的过程及动力学.研究表明,反应降解速率主要与双氧水加入量、污染物初始浓度、亚铁离子浓度、pH值及载气种类有关.在四分之一双氧水理论投加量的情况下,通入氧气,总酚的降解率可达到98%,CODcr去除率80%以上.反应体系通入氧气,可显著提高污染物的去除率.建立了CODcrUVFenton降解的动力学模型,结果表明,该速率方程和实验数据拟合较好.关键词:UVFenton;对氯苯酚;高级氧化;动力学Kineticstudiesofp-chlorphenolwastewatertreatmentbyUVFentonoxi-dationCHENLin,LEILecheng,DUYingxun(InstituteofEnvironmentalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou(Yuquan)310027)Abstract:Thephotodegradationofp-chlorphenolinaphoto-Fentonprocesswasinvestigated.Thereactionwasaffectedbyinitialconcentrationofp-chlorphenol,ferrousionandH2O2added,initialpH,aswellascarriergas.Withtheaidofoxygenaeration,theremovalofphenolandCODcrwerereachedabout98%and80%respectivelywheninitialconcentrationofH2O2addedwasaquarterofstoichiometriccalculatedquantities.Akineticmodelwasadoptedtodescribethereactionandtherateequationcouldprovidetheevidenceforthemainreactionpath-way,whichwasfittedverywellwiththeexperimentdata.Keywords:UVFenton;p-chlorphenol;advancedoxidation;kinetics收稿日期:2003-05-16;修订日期:2003-09-01基金项目:国家自然科学基金和中节能公司联合资助课题(20176053)作者简介:陈琳(1979—),女,硕士生(现工作于宁波大学建筑与环境工程学院);＊通讯联系人:lclei@zju.edu.cn水处理高级氧化技术,是近20年来兴起的水处理技术新领域,它通过化学或物理化学的方法将污水中的污染物直接氧化成无机物,或将其转化为低毒的易生物降解的中间产物[1].随着精细化工工业的迅猛发展,一些高浓度难降解有毒有害有机废水的处理一直是困扰着环保科技工作者的难题.光催化氧化是高级氧化技术的重要组成部分,主要包括UVO3、UVH2O2、均相UVFenton系统及非均相UVTiO2系统.相对于生物氧化来说,光催化氧化具有高效、反应迅速、降解彻底的优势,但较高的处理成本限制了其在工业上的广泛应用.氯酚类有机物因其结构稳定,难以生物降解,采用传统的生化或化学氧化法难以奏效.本文采用UVFenton系统处理含对氯苯酚的废水,考察在少量H2O2的投入量情况下,各操作因素对污染物降解效率的影响及动力学.重点考察氧在反应中的作用,拟在较低的处理成本条件下提高UVFenton体系处理难生化废水的处理效率.第24卷第2期2004年3月环境科学学报ACTASCIENTIAECIRCUMSTANTIAEVol.24,No.2Mar.,2004DOI:10.13671/j.hjkxxb.2004.02.0091实验分析与方法1.1实验原料对氯苯酚(4-cp),过氧化氢,硫酸亚铁,均系分析纯.1.2实验装置及流程本实验的装置和流程如图1所示.其中灯源为300W高压汞灯(Philips).图1实验装置及流程1.高压汞灯2.光化学反应器3.三口烧瓶4.恒温水浴槽5.恒流泵Fig.1ExperimentalApparatus图1中光反应器为高200mm,外径为50mm,内径为40mm的环形装置,用石英玻璃制成.将1L配制好一定浓度的对氯苯酚模拟废水倒入三口烧瓶中,调节溶液pH值,然后加入一定量的FeSO4,通入载气,使其充分混合溶解.并开启高压汞灯的电源,待光源稳定后,迅速加入H