溶解性有機物對Cr(Ⅵ)的去除及Cr(Ⅵ)催化氧化苯酚機制的研究.pdf

1、工業(yè)廢水中，含鉻廢水和有機廢水對人體和環(huán)境有著嚴重的毒害作用。本文以Cr(Ⅵ)為中心，一方面研究溶解性有機物(DOM)對Cr(Ⅵ)的去除機制;另一方面，從以廢治廢的角度出發(fā)，深入研究了Cr(Ⅵ)作為催化劑催化H2O2氧化苯酚的機制，從而可以達到同時去除Cr(Ⅵ)和污染性有機物的目的。
　　在活性污泥去除Cr(Ⅵ)的過程中會有部分DOM被釋放到溶液中，而來源于活性污泥的DOM對Cr(Ⅵ)的去除卻鮮少有人研究。本研究中的實驗表明，釋放

2、出的DOM主要由小分子水溶性有機物和一些類腐殖酸物質(zhì)組成。黑暗條件下，DOM對Cr(Ⅵ)去除緩慢，在pH為2.0且初始DOM濃度為1068 mg L-1時，其
　　一級反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)為0.0033 min-1，但在紫外光條件下，相同條件下的一級反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)可達0.079 min-1。N2環(huán)境中的對照實驗表明，DOM對Cr(Ⅵ)的去除作用顯著增強的原因主要是O2存在時在光照條件下產(chǎn)生了比如O2·-等自由基，進而還原了Cr(Ⅵ)。另

3、外，DOM吸收光能產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的中間產(chǎn)物（DOM*）也可以快速將Cr(Ⅵ)還原。
　　此外，Cr(Ⅵ)還可作為一種新穎的類Fenton催化劑催化H2O2氧化苯酚污染物。相比于傳統(tǒng)的Fe2+催化劑，Cr(Ⅵ)在水溶液以陰離子形式存在，在全部的pH范圍內(nèi)都可溶。本文研究表明，在pH3.0-11的范圍內(nèi)，苯酚的氧化去除率隨pH的升高而降低。當初始苯酚濃度為100 mg L-1，pH為7.0時，6小時內(nèi)苯酚的去除率仍可高達79％，這對傳統(tǒng)F

4、enton氧化法中反應(yīng)pH范圍低是較大的改善。在Cr(Ⅵ)催化H2O2氧化苯酚的過程中，常見無機陰離子(Cl-、SO42-)對苯酚氧化的影響很小，6小時內(nèi)仍可去除全部的苯酚。在苯酚的氧化過程中加入羥基掩蔽劑甲醇后，苯酚的氧化會受到嚴重的抑制，說明·OH是氧化苯酚的主要氧化劑。通過向反應(yīng)體系中加入配體焦磷酸鹽后證明了直接催化H2O2分解產(chǎn)生·OH的是鉻的中間價態(tài)Cr(Ⅴ)，而不是Cr(Ⅵ)本身。TOC和UV分析結(jié)果也表明在該體系中苯酚并未