謝兆倩，劉 晨

(1.江西省贛州市環(huán)境保護(hù)局，江西 贛州 341000； 2.江西理工大學(xué) 江西省礦冶環(huán)境污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000)

隨著科學(xué)和工業(yè)的不斷發(fā)展，人類(lèi)生產(chǎn)生活和活動(dòng)的頻繁，這不可避免的給人類(lèi)和環(huán)境帶來(lái)了許多危害，尤其是有機(jī)物，形式多樣的化學(xué)物質(zhì)被合成，排放的有機(jī)物日益增長(zhǎng)。雙酚A是一種重要的有機(jī)化工原料的重要衍生物，主要用于生產(chǎn)環(huán)聚類(lèi)脂等多種高分子材料。也經(jīng)常用于抗氧化劑、增塑劑、防腐劑和農(nóng)藥等[1]。

近年來(lái)，關(guān)于有機(jī)物對(duì)環(huán)境造成的危害日趨嚴(yán)重，其中雙酚A可能導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)，威脅著胎兒和兒童的健康，全球許多國(guó)家都在致力于關(guān)于雙酚A的研究[2-4]。目前國(guó)內(nèi)對(duì)降解雙酚A等內(nèi)分泌干擾物的研究技術(shù)主要有生物降解法、吸附法、電極法，但都存在各種不足，如活性炭的吸附量與很多因素有關(guān)[5-10]。高級(jí)氧化法越來(lái)越多地用于處理有機(jī)廢水[11-13]，其中臭氧氧化因其高效、安全、無(wú)二次污染而得到研究者的重視。本文對(duì)臭氧化降解含量較高濃度的雙酚A模擬廢水進(jìn)行了探索及研究，為臭氧的工業(yè)化應(yīng)用及人們的生產(chǎn)生活應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)方法與內(nèi)容

1.1 雙酚A模擬染料廢水的配制

配置儲(chǔ)備液濃度為100 mg/L的雙酚A溶液，實(shí)驗(yàn)所用模擬雙酚A廢水濃度，由蒸餾水稀釋儲(chǔ)備液所得。

本實(shí)驗(yàn)用水均為蒸餾水，所有試劑均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將一定濃度的雙酚A模擬廢水在一定條件下通入臭氧，反應(yīng)一定時(shí)間后，取出過(guò)濾，利用SP-752(PC)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，并計(jì)算模擬雙酚A廢水的去除率。

考察溶液pH值、反應(yīng)時(shí)間、雙酚A初始濃度、反應(yīng)溫度和臭氧量等物理化學(xué)參數(shù)，得出雙酚A的最佳處理反應(yīng)條件。

1.3 染料的最佳波長(zhǎng)的確定及標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

利用SP-752(PC)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)與電腦聯(lián)機(jī)操作，進(jìn)行光譜掃描，在200～500內(nèi)，不同入射波長(zhǎng)下的不同吸光度值，找出其最吸收波長(zhǎng)。配置相應(yīng)濃度的雙酚A濃度，在最大吸收波長(zhǎng)下，測(cè)其吸光度并記錄，擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，要求線(xiàn)性系數(shù)R達(dá)到0.9995以上。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 雙酚A最大吸收波長(zhǎng)及標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

雙酚A最大吸收波長(zhǎng)為275nm，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y = 0.0124x+0.0057，R2= 0.9995。

2.2 溶液pH值對(duì)臭氧降解雙酚A的影響

室溫(25±2℃)下，調(diào)節(jié)模擬雙酚A溶液(初始濃度40 mg/L)的pH值，并在其中通入臭氧(12 mg/min)，反應(yīng)75min后過(guò)濾，計(jì)算雙酚A去除率，其結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，在酸性條件下雙酚A去除率隨著pH值的增加而升高，當(dāng)pH值在6.6至12.0范圍內(nèi)，雙酚A去除率反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。說(shuō)明酸性條件有利于臭氧化降解溶液中雙酚A。

圖1 pH值對(duì)雙酚A去除率的影響

2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)臭氧降解雙酚A影響

室溫(25±2℃)下，調(diào)節(jié)模擬雙酚A溶液(初始濃度40 mg/L)的pH值至6.6，并在其中通入臭氧(12 mg/min)，反應(yīng)一定時(shí)間間隔后過(guò)濾，計(jì)算雙酚A去除率，其結(jié)果如圖2所示。

圖2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)雙酚A去除率的影響

可以從圖2得出，隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行，雙酚A去除率逐漸升高，至反應(yīng)時(shí)間為75min時(shí)，雙酚A去除率趨于穩(wěn)定，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行雙酚A去除率基本不變。

2.4 雙酚A初始濃度對(duì)臭氧降解雙酚A影響

室溫(25±2℃)下，調(diào)節(jié)不同初始濃度的模擬雙酚A溶液pH值至6.6，并在其中通入臭氧(12 mg/min)，反應(yīng)75min后過(guò)濾，計(jì)算雙酚A去除率，其結(jié)果如圖3所示。

圖3 初始濃度對(duì)雙酚A去除率的影響

從圖3可以得出，隨著初始濃度的增加，單位濃度的雙酚A去除率呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)。那是由于：相對(duì)于雙酚A溶液初始濃度的增加，反應(yīng)所需的臭氧量不足，從而導(dǎo)致雙酚A去除率下降。

2.5 反應(yīng)溫度對(duì)臭氧降解雙酚A影響

不同反應(yīng)溫度下，調(diào)節(jié)模擬雙酚A溶液(初始濃度40 mg/L)pH值至6.6，并在其中通入臭氧(12 mg/min)，反應(yīng)75min后過(guò)濾，計(jì)算雙酚A去除率，其結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，雙酚A去除率隨著反應(yīng)溫度的升高而呈下降趨勢(shì)，室溫(25±2)℃下雙酚A的去除率達(dá)到最大，說(shuō)明臭氧降解雙酚A的過(guò)程屬于放熱反應(yīng)，溫度的升高不利于該降解過(guò)程。

圖4 反應(yīng)溫度對(duì)雙酚A去除率的影響

2.6 臭氧量對(duì)臭氧降解雙酚A影響

室溫(25±2)℃下，調(diào)節(jié)模擬雙酚A溶液(初始濃度40 mg/L)pH值至6.6，并在其中通入不同流量的臭氧(6～18)mg/min，反應(yīng)75min后過(guò)濾，計(jì)算雙酚A去除率，其結(jié)果如圖5所示。

圖5 臭氧量對(duì)雙酚A去除率的影響

由圖5可知，雙酚A去除率隨著臭氧量的增加而增加，到12 mg/min時(shí)雙酚A去除率達(dá)到最大，繼續(xù)增加臭氧量雙酚A去除率基本保持不變，說(shuō)明隨著臭氧濃度的增加，混合氣體中的臭氧分壓也會(huì)增加，所以臭氧在兩相間的傳質(zhì)推動(dòng)力會(huì)增加，臭氧傳遞速率也會(huì)加快，從而加快了雙酚A的降解。臭氧濃度繼續(xù)增加時(shí)，臭氧利用效率也降低，從而導(dǎo)致臭氧降解雙酚A的增幅速率降低。

2.7 叔丁醇對(duì)臭氧降解雙酚A的影響

室溫(25±2)℃下，將40 mg/L的雙酚A溶液分別加入0、20 mg/L和50 mg/L的叔丁醇，pH值為6.6，臭氧流量在12 mg/min范圍內(nèi)，反應(yīng)75min后過(guò)濾，計(jì)算雙酚A去除率，其結(jié)果如圖6所示。

從圖6可以看出，在一定條件下，當(dāng)不加入叔丁醇直接通入臭氧時(shí)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)雙酚A去除率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；而加入20 mg/L和50 mg/L的叔丁醇時(shí)，雙酚A去除率的趨勢(shì)沒(méi)有太大變化，試驗(yàn)結(jié)果表明，雙酚A的降解主要是通過(guò)臭氧的直接氧化進(jìn)行的。

圖6 叔丁醇對(duì)雙酚A去除率的影響

3 結(jié)論

(1)臭氧氧化降解雙酚A的最佳條件為：溫度為25℃，初始濃度為100 mg/L，pH值為6.6，臭氧投加量為12 mg/min，反應(yīng)時(shí)間為75min。

(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，叔丁醇對(duì)臭氧氧化降解雙酚A影響效果較小，說(shuō)明臭氧氧化雙酚A的過(guò)程為臭氧的直接氧化。

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