钴铁镍水滑石催化过硫酸氢钾复合盐降解制药废水_刘汇源

了PMS与之接触的几率，将有更多自由基被激发，所以COD去除率会更高［15］。2．4PMS投加量的影响在制药废水COD的质量浓度为550mg／L左右，CoFeNi－LDH投加量为2．0g／L的条件下，考察PMS投加量对体系降解效果的影响，结果如图5所示。当PMS投加量为1．0g／L和2．0g／L时，COD去除率较低。当PMS投加量为4．0g／L和8．0g／L时，COD去除率大幅提升，COD的质量浓度从600mg／L左右降低至200mg／L左右。由此可知，当氧化剂与催化剂比值超过1∶1时，高浓度溶解态PMS会产生更多的SO4·－，对COD的去除起到促进作用［11］。值得注意的是，当PMS投加量为8．0g／L时，COD去除率反而比其投加量为4．0g／L要低。这主要是因为体系中过高的PMS浓度激发出大量的SO4·－。一方面，SO4·－可以和自身结合形成S2O82－从而失活［16］（如式4）；另一方面，过量SO4·－也会将二价金属氧化为三价金属，从而逐渐降低体系催化活性［17］（如式5）。SO4·－+SO4·－→S2O82-（4）M2++SO4·－→M3++SO4·2－（5）2．5制药废水初始COD浓度的影响在CoFeNi－LDH投加量为2．0g／L，PMS投加量为4．0g／L，反应时间为2h的条件下，不同初始COD浓度对降解体系的影响如图6所示。当COD的质量浓度为1000mg／L左右时，2h后COD去除率仅为12．3％；当COD质量浓度为500mg／L左右时，其去除率达到67．1％；而当COD质量浓度为250mg／L左右时，其去除率可达98．0％。这说明在高稀释倍数下，SO4·－对低浓度COD制药废水的氧化降解作用更加高效。2．6制药废水降解过程分析在制药废水COD的质量浓度为550mg／L左右，CoFeNi－LDH投加量为2．0g／L，PMS投加量为4．0g／L时，不同反应时间下制药废水的全波长扫描图谱如图7所示。原水水样在波长为340nm和220nm处显示出较强的吸收峰。此处吸收峰归因于废水中可能存在含硝基有机污染物［18］。而硝基的吸电子作用会造成苯环电子云密度的降低，导致低氧化电位自由基难以对其攻击［19］。而SO4·－的氧化电位较高，对硝基物质的氧化攻击效果好。经CoFeNi－LDH／PMS处理后，波长340nm和220nm的吸收峰消失，说明SO4·－可能将有机物中的硝基基团氧化降解。降解前后Cl-浓度和pH值的变化如表2所示。原水Cl－的质量浓度为99mg／L，pH值为11．6，CoFeNi－LDH投加量为2．0g／L，PMS投加量为4．0������������图5PMS投加量对制药废水降解效果的影响Fig.5EffectofPMSdosageonpharmaceuticalwastewaterdegradationt／h0.51.01.52.0ρ（COD）／（mg·L－1）7006005004003002001.0g／L2.0g／L4.0g／L8.0g／L图6初始COD浓度对制药废水的COD去除率的影响Fig.6EffectofinitialCODconcentrationonCODremovalfrompharmaceuticalwastewater初始ρ（COD）／（mg·L－1）1000500250COD去除率／%1007550250������图7不同反应时间段废水的全波长扫描Fig.7Full-wavelengthscanofwastewaterindifferentreactiontime波长／nm200300400500600700800吸光度0.50.40.30.20.10原水0.5h1.0h1.5h2.0h-NO2-NO2刘汇源，耿菁，姜陆，等：钴铁镍水滑石催化过硫酸氢钾复合盐降解制药废水·9·工业用水与废水INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．50No．6Dec.，2019g／L。反应2h后，Cl－质量浓度降低至9．0mg／L，pH值为7．2。制药废水中Cl－浓度降低了90．9％，pH值从碱性变成中性。反应过程见式（6）~式（8）。氧化电位较高的SO4·－与OH－可反应生成HO·［20］。HO·再与Cl－反应生成Cl·，2个Cl·反应可生成Cl2［21］。试验过程中发现，一些具有刺激性气味的气体从烧杯中溢出，这些气体可能为Cl2。由于Cl2的释放，Cl－浓度随之降低。同时，由于此过程中产生的HO·也会作用于有机物，pH值从反应前的碱性变为反应后的中性，从而为制药废水的进一步生物处理创造了条件。SO4·－+OH-→HO·+SO42－（6）HO·+Cl-→Cl·+OH-（7）Cl·+Cl·→Cl2（8）2．7水滑石的重复利用性在循环试验中，制药废水COD的质量浓度约为550mg