葉祝玲

（東莞市通明節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?，廣東 東莞 523000）

1 研究內(nèi)容及意義

本實驗研究以苯酚作為有機污染物配制一定質(zhì)量濃度的模擬含酚廢水，應用UV/H2O2系統(tǒng)光化學氧化技術(shù)進行處理。從UV/H2O2系統(tǒng)光化學氧化技術(shù)過程中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)因素進行研究，對影響UV/H2O2系統(tǒng)光化學氧化處理苯酚的反應條件進行了初步的分析研究，以求為研究開發(fā)凈化該類有機廢水提供有效的理論和實驗基礎(chǔ)，為進一步模擬、放大和實際應用提供相關(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 實驗

2.1 實驗試劑和儀器

（1）實驗試劑及溶液。實驗試劑：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；實驗溶液：苯酚模擬廢水、苯酚標準貯備液、苯酚標準中間液、苯酚標準使用液、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）實驗儀器及裝置。磁力攪拌器、紫外高壓汞燈、分光光度計、便攜式pH測定儀。

2.2 分析方法

通過繪制吸光度對苯酚含量的校準曲線，計算水樣中酚的含量，研究H2O2濃度、pH值、苯酚初始濃度和共存陰離子對處理苯酚廢水的影響。

2.3 實驗方法

取1L一定濃度的苯酚水樣于反應器中，采用H2SO4和NaOH調(diào)節(jié)水樣的pH值，投加適量的H2O2，開啟攪拌器，混合1min后開啟紫外燈（功率為8W，波長為253.7nm），并開始計時，每隔一段時間取出適量水樣進行分析測試，每次反應時間為30min。通過更改不同的反應參數(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苯酚降解的影響。

3 實驗結(jié)果與討論

3.1 H2O2濃度對PhOH降解效率的影響

在pH=6、反應溫度30℃、反應時間為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PhOH降解的影響。其實驗結(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，PhOH的降解率由24.6%增大到89.7%，但當H2O2的投加量0.3mL/L時，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，當其濃度增加時，消耗的·OH就越多，反應生成過氧化烴基自由基(HO2·)，而HO2·的氧化性能相對于HO·較弱，因此表現(xiàn)為PhOH消失速率降低。

3.2 不同pH值對PhOH降解效率的影響

在反應溫度30℃、反應時間為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PhOH降解的影響。在實驗范圍內(nèi)，當溶液pH值在4-8之間變化時，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；在強酸性和堿性條件下，PhOH的降解效率較低；而在強堿性的情況下，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PhOH的降解。

圖1 H2O2起始濃度對UV/H2O2降解PhOH的影響

3.3 苯酚初始濃度對PhOH降解效率的影響

在反應溫度30℃、反應時間為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PhOH降解的影響。PhOH初始濃度對降解有著重要的影響。當初始濃度超過某一濃度，苯酚濃度的增加對其降解效率有著明顯的抑制作用。

實驗結(jié)果顯示，在反應的開始階段，苯酚降解很快，隨著時間的推移降解速率迅速減慢。這是因為溶液中苯酚是·OH的主要消耗者，開始階段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，由于反應體系中生成了大量中間產(chǎn)物，一方面由于它們對UV光的吸收，降低了·OH的生成效率，另一方面它們能跟目標物競爭著與·OH反應，因此苯酚隨著時間的推移降解速率降低。

3.4 陰離子對PhOH降解效率的影響

本研究中在反應溫度30℃、反應時間為30min、紫外照射30min、H2O2投加量為1.0mL/L、pH值為8.0時，對苯酚廢水初始濃度分別為50mg/L的條件下，考察常見的CO32-、HCO3-、Cl-、NO3-等陰離子，對PhOH的光降解的影響。（1）碳酸根的影響。由實驗可知，溶液中碳酸根的存在對PhOH的光降解有較強的抑制作用，即使溶液中碳酸根濃度較低時，其抑制作用也非常明顯，如當沒有碳酸根存在時，PhOH在5min時降解率為67.81%，當溶液中有5mmol/L的碳酸根時降解率僅為27.51%，降低了40.3%。（2）碳酸氫根的影響。由實驗可知，碳酸氫根的存在對PhOH的降解具有明顯的抑制作用。當溶液中存在碳酸氫根時，對UV/H2O2體系光降解有機物的反應有相當?shù)挠绊懀绠敍]有碳酸根存在時，PhOH在5min時降解率為77.54%，當溶液中有5mmol/L的碳酸根時降解率僅為31.17%，降低了45.37%。（3）氯離子的影響。由實驗可知，氯離子對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，PhOH的降解率變化都不大。（4）硝酸根的影響。由實驗可知，溶液中硝酸根的存在對PhOH的降解幾乎沒有影響。

結(jié)語

本文通過對UV/H2O2系統(tǒng)光化學氧化處理苯酚廢水過程中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H2O2濃度達到一定程度時，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，實驗條件選擇p H 值為6，反應溫度3 0 ℃、反應時間為30min，紫外照射30min，最佳反應H2O2投加量為0.5mL/L，降解率可達92.18%。（2）中性條件下，苯酚降解效果最好；強酸或強堿性條件下，均不利于苯酚的降解。在處理濃度為50mg/L的苯酚廢水，實驗條件選擇反應溫度30℃、反應時間為30min，紫外照射30min，H2O2投加量為0.5mL/L，最佳反應pH值為8，降解率可達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，實驗條件選擇反應溫度30℃、反應時間為30min，紫外照射30min，H2O2投加量為0.5mL/L，最佳反應pH值為8，降解率為87.89%。（4）對UV/H2O2體系降解水中PhOH來說，碳酸根的影響最大，微量的碳酸根存在都在降解反應具有非常顯著的影響；其次是碳酸氫根，它的存在對水中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較弱。

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

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