化學強化超聲空化降解水中有機污染物的研究.pdf

1、本文以對硝基苯酚和偶氮染料活性艷紅K-2BP為模擬有機污染物，利用四氯化碳(CCL4)強化超聲空化降解模擬有機污染物，考察了有機污染物的初始濃度、溶液初始pH值、四氯化碳加入量、溶液反應溫度和超聲波功率等因素對水中有機污染物降解效果的影響，并對四氯化碳強化超聲空化降解水中有機污染物的作用機理進行了推導與實驗論證。 單獨超聲(Ultrasound,US)處理難以使有機污染物有效降解，但添加少量四氯化碳可以使有機污染物的降解率大幅

2、度提高。實驗確定了CCL4在活性艷紅K-2BP溶液和對硝基苯酚溶液中的最優(yōu)添加量為溶液體積分數(shù)的0.04％和0.08％，200W是四氯化碳強化超聲空化降解水中有機污染物的最佳功率，同時發(fā)現(xiàn):隨著反應溫度的增加，降解率變低；降低反應溶液的pH值有利于提高降解率；有機污染物的濃度越低，降解率越高。 在四氯化碳存在下超聲輻射與單獨超聲輻射相比，四氯化碳強化了有機污染物的脫色和降解過程，通過分析活性艷紅K-2BP溶液和對硝基苯酚溶液降

3、解不同時間的UV-Vis光譜圖和CODCr，可以了解兩種有機污染物在水溶液中的降解過程。通過氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS)和離子色譜儀檢測了活性艷紅K-2BP溶液的降解產(chǎn)物和溶液中氯離子的濃度變化情況，發(fā)現(xiàn)四氯化碳強化超聲空化把活性艷紅K-2BP的大分子降解為了一系列小分子中間產(chǎn)物，最終完全降解為二氧化碳和水，同時發(fā)現(xiàn)隨著超聲時間的增加溶液中氯離子濃度增加。 通過推導與實驗分析得出，四氯化碳強化超聲空化對有機污染物的降解是

4、OH、HClO和C12共同作用的結果。CC14的添加不僅能夠捕獲超聲空化產(chǎn)生的·H自由基，提高·OH自由基的濃度，而且能夠產(chǎn)生HClO和C12等氧化劑，氧化降解活性艷紅K-2BP和對硝基苯酚，進一步提高有機污染物的降解率。 本文還進行了在超聲波.零價鐵聯(lián)合作用下降解活性艷紅K-2BP溶液的研究，考察了溶液初始pH、零價鐵添加量、溶液反應溫度、活性艷紅K-2BP溶液初始濃度、超聲功率及超聲輻射時間等因素對協(xié)同效應的影響，并對超聲

5、波.零價鐵聯(lián)合作用降解有機染料的作用機理進行了推導與實驗論證，可為實際污水處理工藝設計提供參考。 通過實驗發(fā)現(xiàn)，超聲波-零價鐵對活性艷紅K-2BP溶液的降解具有明顯的協(xié)同效應，對活性艷紅K-2BP溶液的降解動力學進行研究，發(fā)現(xiàn)降解動力學為一級反應。實驗確定了:在pH=3.0時，50mL濃度為20mg/L的活性艷紅K-2BP溶液中零價鐵的最佳加入量為0.1g。同時發(fā)現(xiàn)，隨著反應溫度的增加，降解率變低；降低反應溶液的pH值有利于提