硫脲的臭氧氧化試驗(yàn)研究.pdf

1、硫脲是一種具有廣泛用途的重要基礎(chǔ)化工原料,被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、金屬工業(yè)、紡織行業(yè)、工業(yè)清洗、分子生物學(xué)、橡膠硫化、樹脂生產(chǎn)、電鍍工業(yè)和貴金屬提取等方面,隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,硫脲的使用量呈逐年遞增的趨勢(shì)。研究表明,硫脲被人體攝入后危害健康,抑制甲狀腺和造血器官的機(jī)能,引起中樞神經(jīng)麻痹及呼吸和心臟功能降低等,甚至導(dǎo)致死亡。
　　 常用的氧化降解硫脲的氧化劑有高錳酸鉀、二氧化錳、四乙基鉛、鹵素等,而這些氧化劑的添加,往往會(huì)造成

2、二次污染。隨著人們環(huán)保觀念的加強(qiáng),更多的學(xué)者把研究方向放在了一些綠色氧化劑上,如一些過氧化物和高鐵酸鹽等,但是研究的結(jié)果也凸顯了一些問題的存在,像處理效率不高,反應(yīng)條件復(fù)雜和反應(yīng)時(shí)間長等。臭氧是一種氧化還原電位為2.07伏的強(qiáng)氧化劑,且反應(yīng)產(chǎn)物為氧氣,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,是一種高效、綠色的氧化劑。然而,對(duì)于臭氧氧化硫脲的研究卻鮮有報(bào)道。
　　 在上述背景下,構(gòu)建了臭氧氧化硫脲的試驗(yàn)體系,并對(duì)反應(yīng)條件、降解效果及反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了

3、研究。首先,利用配置的硫脲模擬廢水,通過單因素試驗(yàn)研究硫脲濃度、反應(yīng)時(shí)間、臭氧流速、pH、溫度對(duì)臭氧氧化降解硫脲的效果,并對(duì)臭氧氧化硫脲反應(yīng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)硫脲模擬液濃度為3g·L-1,反應(yīng)溫度為20℃(溫度通過恒溫水浴鍋控制),pH為溶液原始pH=7.3,臭氧流速為600mL·min-1(液相臭氧濃度:6.53mg-L-1),反應(yīng)時(shí)間為9min時(shí),硫脲的去除率為93.97%;臭氧氧化硫脲動(dòng)力學(xué)研究表明,臭氧氧化硫脲的

4、反應(yīng)級(jí)數(shù)n=0.11,反應(yīng)速率常數(shù)K=0.4898g0.89·L-0.89·min-1,說明臭氧氧化硫脲的速率非常快。
　　 同時(shí)研究了臭氧氧化硫脲實(shí)際廢水的效果,試驗(yàn)結(jié)果表明,在溫度為20℃,pH為溶液原始pH=7.3;臭氧流速為600mL·min-1(液相臭氧濃度:6.53mg·L-1),反應(yīng)時(shí)間為9min時(shí),硫脲的去除率為96.96%,廢水COD去除率為36.77%。正交試驗(yàn)顯示:臭氧對(duì)硫脲去除率試驗(yàn)中,各因素的影響程度大

5、小為:反應(yīng)時(shí)間>臭氧流量>溫度>pH;臭氧對(duì)COD去除率試驗(yàn)中,各因素的影響程度大小為:反應(yīng)時(shí)間>臭氧流量>溫度>pH。臭氧氧化硫脲實(shí)際廢水動(dòng)力學(xué)研究表明,隨著臭氧流量的增加,反應(yīng)速率隨之增加。
　　 機(jī)理分析認(rèn)為臭氧氧化硫脲反應(yīng)有中間產(chǎn)物生成,此物質(zhì)的紫外分光吸收波長約為275nm,且隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,此產(chǎn)物呈累積趨勢(shì),通過對(duì)比污染物和中間產(chǎn)物的峰值可以發(fā)現(xiàn),此產(chǎn)物的含量甚微,這也從另一個(gè)側(cè)面反映出了臭氧氧化硫脲反應(yīng)較為徹底