零價(jià)鐵處理2，4-二氯酚的機(jī)理研究.pdf

1、氯酚類化合物在環(huán)境中長期殘留、半衰期長，毒性大、難生物降解，具有“三致”效應(yīng)和遺傳毒性，許多國家將氯酚類列入優(yōu)先污染物名單，對其使用和排放制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。零價(jià)鐵作為還原劑對氯酚進(jìn)行還原脫氯近年來日益受到關(guān)注。本文從二氯酚化合物的分子結(jié)構(gòu)信息和零價(jià)鐵的物理化學(xué)性質(zhì)著手，考察了在零價(jià)鐵的作用下，2，4-二氯酚（2，4-DCP）的還原脫氯行為， 本文利用粒度為100目的鐵粉作為還原劑對2，4-DCP進(jìn)行了還原脫氯研究，獲得了反應(yīng)過

2、程中反應(yīng)物、氯離子和溶解態(tài)鐵濃度變化規(guī)律，計(jì)算了準(zhǔn)一級表觀反應(yīng)速率常數(shù)?？疾炝嗽诓煌琾H值、不同反應(yīng)體系、好氧/厭氧、不同鐵粉投加量以及反應(yīng)物濃度等因素對脫氯和零價(jià)鐵對2，4-DCP的吸附效果的影響，并通過中間產(chǎn)物的分析研究了2，4-DCP在零價(jià)鐵的作用下還原脫氯的歷程和機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明： （1）溶液的pH值是影響零價(jià)鐵處理2，4-DCP的重要因素。弱酸性條件下有利于脫氯反應(yīng)的進(jìn)行。在弱酸性條件下，溶液可以提供大量脫氯反應(yīng)所

3、需要的H+，并且在弱酸性的條件下不容易形成鐵的氧化物和氫氧化物。酸性較強(qiáng)或堿性的溶液中不利于脫氯反應(yīng)。采用Fe/C和Fe/Cu體系可以強(qiáng)化2，4-DCP的脫氯反應(yīng)，經(jīng)過6個(gè)小時(shí)的還原脫氯反應(yīng)，F(xiàn)e/Cu體系的脫氯率達(dá)到了60％，F(xiàn)e/C體系的脫氯率達(dá)到了44％。溶解氧對2，4-DCP的脫氯反應(yīng)有明顯的抑制作用。對于厭氧條件下的零價(jià)鐵還原2，4-DCP的反應(yīng)，經(jīng)過6個(gè)小時(shí)脫氯率能夠達(dá)到50％，而在好氧條件下的脫氯率為40％左右。

4、 （2）反應(yīng)液中溶解態(tài)鐵的量與溶液的pH值和溶液中溶解氧的含量有關(guān)。酸度越強(qiáng)，溶液中的溶解態(tài)鐵的濃度也越高。在有溶解氧存在的條件下，反應(yīng)放出的Fe2+會(huì)和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化物鈍化層覆蓋在鐵的表面，從而使溶液中的溶解態(tài)濃度降低。 （3）零價(jià)鐵還原2，4-DCP的脫氯反應(yīng)為準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)，初始pH值為2.5，4.2，5.8，10.0下各自的反應(yīng)速率常數(shù)K值分別為0.1773 h-1，0.2943 h-1，0.062 h-1和0.0

5、525h-1。 （4）溶液的pH值、溶解氧含氯、鐵粉的投加量、溶液的濃度等因素都影響零價(jià)鐵對2，4-DCP的吸附。不同的體系對2，4-DCP的吸附有較大區(qū)別，單獨(dú)的活性炭對氯酚的吸附可達(dá)38.1％，單獨(dú)的鐵粉吸附氯酚為1.8％，而Fe/C復(fù)合體系對氯酚的吸附為5.68％，F(xiàn)e/Cu體系對氯酚的吸附較Fe/C和單獨(dú)鐵粉吸附的都多，并且相應(yīng)的脫氯率較高。 （5）其它反應(yīng)條件相同，溶液的初始pH值不同的情況下，初始pH值在

6、4.2左右時(shí)經(jīng)過6個(gè)小時(shí)處理得反應(yīng)液的CODCr最低，即CODCr去除率最高。在初始pH為4.2時(shí)經(jīng)過零價(jià)鐵還原處理2，4-DCP，反應(yīng)液的BOD5/CODCr值最大，而在堿性條件下經(jīng)過零價(jià)鐵處理的2，4-DCP的可生化性提高不多。 （6）利用GC/MS分析了2，4-DCP在零價(jià)鐵的作用下脫氯反應(yīng)的中間產(chǎn)物，推測2，4-DCP在零價(jià)鐵作用下的脫氯反應(yīng)的歷程為：2，4-DCP→2-CP或4-CP→苯酚?？偨Y(jié)得出零價(jià)鐵降解2，4-