催化臭氧化工藝對六氯苯廢水的降解研究.pdf

1、六氯苯(Hexachlorobenzen,C<,6>Cl<,6>，簡稱HCB)是持久性有機污染物(Persitent Organic Pollutants,POPs)之一，能夠?qū)е律矬w內(nèi)內(nèi)分泌紊亂、生殖及免疫機能失調(diào)、發(fā)育紊亂以及癌癥等嚴重疾病，對環(huán)境及人體健康造成很大的危害，研究其有效去除技術(shù)意義重大。本文即以O(shè)<,3>/H<,2>O<,2>、O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<'2+>催化臭氧化技術(shù)為例，以環(huán)境中廣泛存在的有毒

2、難降解氯苯類化合物--HCB為目標(biāo)物，對其去除效果、影響因素及降解機理進行了系統(tǒng)研究，試驗得出如下結(jié)論與認識： (1)通過系統(tǒng)全面的文獻查閱，深入考察了催化臭氧化技術(shù)在水處理中的研究進展。通過O<,3>/H<,2>O<,2>、O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<'2+>技術(shù)處理HCB，得知O<,3>/H<,2>O<,2>技術(shù)是一種有效的高級氧化技術(shù)(Advanced Oxiadation Processes,AOPs)，H

3、<,2>O<,2>的加入催化O<,3>分解產(chǎn)生了強氧化性的羥基自由基(·OH)，提高了HCB去除效率；而在此基礎(chǔ)上加入Fe<'2+>，是對O<,3>/H<,2>O<,2>的改進，目前國內(nèi)外關(guān)于O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<'2+>的研究報道很少，本研究試驗證明了H<,2>O<,2>和Fe<'2+>對O<,3>的催化具有協(xié)同作用。 (2)通過O<,3>/H<,2>O<,2>工藝降解水中HCB系統(tǒng)試驗，從降解性能、動力學(xué)

4、分析以及反應(yīng)機理進行了深入研究。結(jié)果表明：O<,3>/H<,2>O<,2>工藝較單因素O<,3>/H<,2>O<,2>處理HCB效果顯著，60min去除率達到49﹪。O<,3>/H<,2>O<,2>影響因素試驗可知，在H<,2>O<,2>投加濃度為1.47mmol/L，pH=7或pH=11的中性、堿性條件下有利反應(yīng)的進行，動力學(xué)模型符合準(zhǔn)一級反應(yīng)方程(Y=0.0125+0.0118X)，借助液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)、氣質(zhì)聯(lián)

5、用(GC/MS)儀器分析可知HCB降解中間產(chǎn)物主要是五氯苯、四氯苯、四氯鄰(對)二苯酚等，推測了其降解途徑。 (3)本文還研究了O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<'2+>工藝處理HCB模擬廢水，對降解性能、動力學(xué)、機理途徑進行了探討，并與O<,3>/H<,2>O<,2>進行了比較。結(jié)果表明：O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<'2+>工藝降解HCB效果明顯，50min后HCB去除率可達到90﹪，其表觀反應(yīng)速率大，用準(zhǔn)

6、一級反應(yīng)方程擬合度高；催化劑H<,2>O<,2>/Fe<'2+>對O<,3>具有協(xié)同催化作用；O<,3>轉(zhuǎn)化率對去除率影響比較大，在酸性和中性條件下有利HCB的去除；自由基抑制劑叔丁醇作用明顯，證實生成了大量·OH；GC、GC/MS分析主要中間產(chǎn)物與O<,3>/H<,2>O<,2>體系基本相同，說明加入的Fe<'2+>催化作用明顯，對HCB去除率貢獻很大，但對于HCB降解過程還是系統(tǒng)產(chǎn)生的·OH起著主要作用。從技術(shù)經(jīng)濟分析角度對O<,3

7、>/H<,2>O<,2>和O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<'2+>工藝進行比較，得出O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<'2+>預(yù)處理含HCB廢水效果好，費用少，是對傳統(tǒng)高級氧化技術(shù)O<,3>/H<,2>O<,2>的改進。 (4)本研究的兩種催化臭氧技術(shù)產(chǎn)生·OH的方式與過程有所不同，但當(dāng)·OH形成后，HCB的中間產(chǎn)物基本相同，通過GC和GC/MS測定，中間產(chǎn)物主要是低氯苯類化合物和低氯苯酚類物質(zhì)，繼而HPLC測到