葉祝玲

（東莞市通明節(jié)能環(huán)保科技有限公司，廣東 東莞 523000）

1 研究?jī)?nèi)容及意義

本實(shí)驗(yàn)研究以苯酚作為有機(jī)污染物配制一定質(zhì)量濃度的模擬含酚廢水，應(yīng)用UV/H2O2系統(tǒng)光化學(xué)氧化技術(shù)進(jìn)行處理。從UV/H2O2系統(tǒng)光化學(xué)氧化技術(shù)過(guò)程中H2O2的投加量、溶液初始pH值、溶液初始濃度、不同陰離子等相關(guān)因素進(jìn)行研究，對(duì)影響UV/H2O2系統(tǒng)光化學(xué)氧化處理苯酚的反應(yīng)條件進(jìn)行了初步的分析研究，以求為研究開(kāi)發(fā)凈化該類有機(jī)廢水提供有效的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，為進(jìn)一步模擬、放大和實(shí)際應(yīng)用提供相關(guān)工藝條件及參數(shù)，從而最終為工業(yè)化處理含酚廢水提供一種比較高效可行的方法。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器

（1）實(shí)驗(yàn)試劑及溶液。實(shí)驗(yàn)試劑：苯酚、雙氧水、硫代硫酸鈉、鐵氰化鉀、4-氨基安替比林、氯化銨、溴酸鉀、溴化鉀、碘化鉀；實(shí)驗(yàn)溶液：苯酚模擬廢水、苯酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液、苯酚標(biāo)準(zhǔn)中間液、苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液、緩沖溶液、4-氨基安替比林溶液、鐵氰化鉀溶液、溴酸鉀一溴化鉀溶液、硫代硫酸鈉溶液、淀粉溶液、濃硫酸。（2）實(shí)驗(yàn)儀器及裝置。磁力攪拌器、紫外高壓汞燈、分光光度計(jì)、便攜式pH測(cè)定儀。

2.2 分析方法

通過(guò)繪制吸光度對(duì)苯酚含量的校準(zhǔn)曲線，計(jì)算水樣中酚的含量，研究H2O2濃度、pH值、苯酚初始濃度和共存陰離子對(duì)處理苯酚廢水的影響。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

取1L一定濃度的苯酚水樣于反應(yīng)器中，采用H2SO4和NaOH調(diào)節(jié)水樣的pH值，投加適量的H2O2，開(kāi)啟攪拌器，混合1min后開(kāi)啟紫外燈（功率為8W，波長(zhǎng)為253.7nm），并開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔一段時(shí)間取出適量水樣進(jìn)行分析測(cè)試，每次反應(yīng)時(shí)間為30min。通過(guò)更改不同的反應(yīng)參數(shù)考察H2O2投加量、pH值、苯酚初始濃度及其他陰離子的存在對(duì)苯酚降解的影響。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 H2O2濃度對(duì)PhOH降解效率的影響

在pH=6、反應(yīng)溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間為30min、紫外照射30min、PhOH初始濃度為50 mg/L 的條件下，考察不同H2O2投加量對(duì)PhOH降解的影響。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1。

由圖1可知，隨著H2O2投加量由0mL/L增加到0.3mL/L時(shí)，PhOH的降解率由24.6%增大到89.7%，但當(dāng)H2O2的投加量0.3mL/L時(shí)，PhOH的降解率不再增加。其可能原因是H2O2濃度增加，使得·OH的量也增加，從而提高了PhOH的降解速率；另一方面，H2O2作為·OH的清除劑，當(dāng)其濃度增加時(shí)，消耗的·OH就越多，反應(yīng)生成過(guò)氧化烴基自由基(HO2·)，而HO2·的氧化性能相對(duì)于HO·較弱，因此表現(xiàn)為PhOH消失速率降低。

3.2 不同pH值對(duì)PhOH降解效率的影響

在反應(yīng)溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間為30m in紫外照射30m in、PhOH初始濃度為50 mg/L、H2O2投加量為1.0mL/L的條件下，考察不同pH對(duì)PhOH降解的影響。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，當(dāng)溶液pH值在4-8之間變化時(shí)，PhOH都有較好降解效果。隨著溶液pH值變小，PhOH降解率有所降低，但降低的幅度不大；在強(qiáng)酸性和堿性條件下，PhOH的降解效率較低；而在強(qiáng)堿性的情況下，降解效率更高。其原因可能是堿性條件有利于H2O2分解生成·OH，從而促進(jìn)PhOH的降解。

圖1 H2O2起始濃度對(duì)UV/H2O2降解PhOH的影響

3.3 苯酚初始濃度對(duì)PhOH降解效率的影響

在反應(yīng)溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間為30min、紫外照射30min、H2O2投加量投加量為1.0mL/L、pH值為8.0的條件下，考察不同苯酚初始濃度對(duì)PhOH降解的影響。PhOH初始濃度對(duì)降解有著重要的影響。當(dāng)初始濃度超過(guò)某一濃度，苯酚濃度的增加對(duì)其降解效率有著明顯的抑制作用。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在反應(yīng)的開(kāi)始階段，苯酚降解很快，隨著時(shí)間的推移降解速率迅速減慢。這是因?yàn)槿芤褐斜椒邮恰H的主要消耗者，開(kāi)始階段H2O2濃度較高，產(chǎn)生的·OH濃度較高，因此苯酚降解速率較大，后來(lái)，由于反應(yīng)體系中生成了大量中間產(chǎn)物，一方面由于它們對(duì)UV光的吸收，降低了·OH的生成效率，另一方面它們能跟目標(biāo)物競(jìng)爭(zhēng)著與·OH反應(yīng)，因此苯酚隨著時(shí)間的推移降解速率降低。

3.4 陰離子對(duì)PhOH降解效率的影響

本研究中在反應(yīng)溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間為30min、紫外照射30min、H2O2投加量為1.0mL/L、pH值為8.0時(shí)，對(duì)苯酚廢水初始濃度分別為50mg/L的條件下，考察常見(jiàn)的CO32-、HCO3-、Cl-、NO3-等陰離子，對(duì)PhOH的光降解的影響。（1）碳酸根的影響。由實(shí)驗(yàn)可知，溶液中碳酸根的存在對(duì)PhOH的光降解有較強(qiáng)的抑制作用，即使溶液中碳酸根濃度較低時(shí)，其抑制作用也非常明顯，如當(dāng)沒(méi)有碳酸根存在時(shí)，PhOH在5min時(shí)降解率為67.81%，當(dāng)溶液中有5mmol/L的碳酸根時(shí)降解率僅為27.51%，降低了40.3%。（2）碳酸氫根的影響。由實(shí)驗(yàn)可知，碳酸氫根的存在對(duì)PhOH的降解具有明顯的抑制作用。當(dāng)溶液中存在碳酸氫根時(shí)，對(duì)UV/H2O2體系光降解有機(jī)物的反應(yīng)有相當(dāng)?shù)挠绊懀绠?dāng)沒(méi)有碳酸根存在時(shí)，PhOH在5min時(shí)降解率為77.54%，當(dāng)溶液中有5mmol/L的碳酸根時(shí)降解率僅為31.17%，降低了45.37%。（3）氯離子的影響。由實(shí)驗(yàn)可知，氯離子對(duì)UV/H2O2體系降解PhOH有影響但較小，在氯離子濃度在5 mmol/L至40 mmol/L變化時(shí)，PhOH的降解率變化都不大。（4）硝酸根的影響。由實(shí)驗(yàn)可知，溶液中硝酸根的存在對(duì)PhOH的降解幾乎沒(méi)有影響。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)UV/H2O2系統(tǒng)光化學(xué)氧化處理苯酚廢水過(guò)程中H2O2加入量、苯酚初始濃度、溶液pH值及部分陰離子如CO32-、HCO3-、Cl|、NO3-等因素的研究，得出以下結(jié)論：（1）增加H2O2加入量可以提高苯酚降解速率，但當(dāng)H2O2濃度達(dá)到一定程度時(shí)，苯酚降解速率的變化已不明顯。在處理濃度為50mg/L的苯酚廢水，實(shí)驗(yàn)條件選擇p H 值為6，反應(yīng)溫度3 0 ℃、反應(yīng)時(shí)間為30min，紫外照射30min，最佳反應(yīng)H2O2投加量為0.5mL/L，降解率可達(dá)92.18%。（2）中性條件下，苯酚降解效果最好；強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性條件下，均不利于苯酚的降解。在處理濃度為50mg/L的苯酚廢水，實(shí)驗(yàn)條件選擇反應(yīng)溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間為30min，紫外照射30min，H2O2投加量為0.5mL/L，最佳反應(yīng)pH值為8，降解率可達(dá)95.59%。（3）苯酚初始濃度越高，UV/H2O2降解苯酚速度越慢。如在處理濃度為100mg/L的苯酚廢水，實(shí)驗(yàn)條件選擇反應(yīng)溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間為30min，紫外照射30min，H2O2投加量為0.5mL/L，最佳反應(yīng)pH值為8，降解率為87.89%。（4）對(duì)UV/H2O2體系降解水中PhOH來(lái)說(shuō)，碳酸根的影響最大，微量的碳酸根存在都在降解反應(yīng)具有非常顯著的影響；其次是碳酸氫根，它的存在對(duì)水中PhOH的UV/H2O2降解也具有顯著的影響；氯離子和硝酸根的影響相對(duì)較弱。

[1]張芳西等.含酚廢水的處理與利用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1983,1-10.

[2]張暉,程江,楊卓如等.O3/UV法降解水中對(duì)硝基苯酚.環(huán)境化學(xué),1996:5(4):313-319.