双氧水与紫外光催化氧化技术处理水中芳香烃有机污染物

I991年第l期工业安全与防尘双氧水与紫外光催化氧化技术处理水中芳香烃有机污染物魏小芹高长宁编译毒害性有机污染物常以很低的浓度存在于工业废水和水源中，除去这类污染物较困难，且费用较高。曝气和活性炭吸附是常用的处理方法，然而，曝气仅对挥发性有机物有效，吸附对某些有机分子不起作用。而且，这两种处理方法都不能破坏有视污染物的结构。．供选择的处理水中有机污染物的方法是用紫外光与双氧水催化氧化。臭氧与紫外光联合应用技术对多种类型的脂肪烃与芳香烃化合物可有效地处理。但臭氧不稳定，须在现场发生并转入液相，较低生产水平下发生臭氧是昂贵的。双氧水与紫外光催化氧化技术是有前途的水中有机污染物的处理方法。双氧水吸收紫外光，产生羟基，羟基可吸引氢或加到双键中去，从而破坏有机物的分子结构。其最终产物是水．二氧化碳与低分子量的脂肪酸。有些学者研究了双氧水与紫外光处理典型氯代脂肪烃含碳双键由搴氯代烃，如三氯乙烯，在处理过程中，氯转化为氯离子，显然，三氯乙烯的结构已破坏。有学者应用上述技术破l坏苯环结构：发现双氧水浓度与紫外毙强度直接影响处理速度，因为在处理过程中形成了中间。产物，从而延长反应时间。’、--．朔中间试验规模的设备对遭毒害性脂肪烃污染韵地点的地下水进行了处理，最初的浓度为．。tN9o6olmL，在60min处：理时问内宾浓衰僻蓟规走永．串以。双氧水梗加速度为7～3OOmg／(L·IT1in)，紫外光输出为160N590W／L。受污染的水经双氧水与紫外光催化氧化技术处理后，结果令人满意。检查双氧水与紫外光联合应用技术处理水中典型芳香烃污染物，重点是苯、甲苯、氯苯、苯酚，2一氯苯酚、2，4一二氯苯酚、2，4，6一三氯苯酚、二甲基邻苯二甲酸脂、二乙基邻苯二甲酸脂。通过研究一系列氯代苯酚，也探索了氯对苯环反应速度的影响。对工业废水中常存在的邻苯二甲酸酯也进行了研究。实验是在循环流动的反应系统内进行，环状反应器，由内径2．5cm、外径5．4cm的石英管组成。在内管中安装商径为1．6cIT1的低压水银灯，功率为53W，波长254nm。紫外光输出随温度而变化，因而，用空气流保持灯的表面温度为40℃。以泵抽蓄水池中溶液，通过反应器后再返回到蓄水池．反应系统内液体的体积为3300ml，反应液温度控制在25℃，用磷酸盐缓冲溶液保持pH为G．8芳香烃污染物与定量的双氧水一起加到反应器中，接上紫外灯，用紫外光照射待处理液的环状区域。用气相色谱和液相色谱分析样品中污染物与中间产物的含量。一些学者对芳香烃化合物中苯反应的研究结果表明，影响反应速度的主要变量是双氧水与污染物的摩尔比和紫外光的辐射强度。实验中，紫外光强度最大值为5．3W，双氧水对污染物的摩尔比是变化的，水中污染物的起始浓度是0．2mmo1维普资讯http://www.cqvip.com·12·一一一——一一●一⋯⋯一～一⋯一一一在温度25℃，pH值为6．8，污染物0．2mmo1的条件下，双氧水与污染物摩尔比对它们反应速度的影响见图1～4．a·l．。O·2．--'ki．．毒；l求颧{福-‘?2G,t0bu时间，lIn图1双氧水与苯的摩尔比对反应速度的影响时间．n1I13图2双氧水与苯酚的摩尔比对反应速度的影响04-s0204O6080lOOHlj阃．nlIII囝3双氯水与2，4，6一三氯荤爵的●尔比对反应速度的影一1．0萎o．s_J，i謦⋯}10．I。．05N0．020O18012u16u200240it,}．r}．]图4双氧水与-Z,基郎苯二甲t砖的●尔比对反应速度的影一若只照射紫外光，除二乙基邻苯二甲截酯以外，实验研究的劳香烃化合物与紫外光都进行一定的反应．在这些化合物中，除2，4，6一三氯苯酚以外，用双氧水与紫外光催化氧化技术处理比只用紫外光处理效果要好得多．不但紫外光破坏芳香烃化合物的结构，而且双氧水的羟纂也对芳香烃的缭构发生作特川∞．．N维普资讯http://www.cqvip.com用．随着双氧水对污染物摩尔比的增加，羟基还能更有效地作用】：芳香烃结构，加应速度。在以上实验条件下，当双氧水与污染物摩尔比为7时，苯与单基取代苯反应速度的比较见图5，苯酚与氯化苯酚反应速度的比较见图6．赫太|iI赣Iu、麓囝5苯、甲苯、氯苯、苯酚反应速度的比较由图5可见，4种化合物的反应速度基本相似，可能是取代基对于双氧水与紫外光的作用对苯环没有大的影响。从图6看出，双氧水与紫外光作用于苯酚、2，4一二氯苯酚和2，4，6一三氯苯酚的反应速度相似，但2一氯苯酚反应速度较慢。可见双氧水与紫外光联合处理苯酚比只用紫外光处理要有效得多，然而，双氧水对2，4，6-三氯苯酚几乎没有作用，见图2、3。在任何给定的操作条件下，二甲基邻苯二甲酸酯与二乙基邻苯二甲酸酯反应速度相同．邻苯二甲酸酯反应速度最慢大多数污染物浓度的半对数图，在最初2