臭氧氧化去除水中吲哚類含氮污染物實驗研究.pdf

1、焦化廢水廠出水、污水廠出水以及受生活污水污染的自然水體中吲哚類化合物均有檢出。由于其與稀釋的氯或氯胺溶液反應后會產(chǎn)生氯代芳香烴類或含氮雜環(huán)類的消毒副產(chǎn)物已經(jīng)引起了關注。目前對于吲哚類物質的研究多集中于新型物質的合成應用,對于這類物質在水環(huán)境污染及其去除的相關研究較少。
　　本課題選擇了四種具有代表性的吲哚類化合物:吲哚(Indole)、3-甲基吲哚(3-Methylindole)、L-色氨酸(L-Tryptophan)、蘆竹堿(G

2、ramine)進行實驗研究。在實驗室基礎上建立了四種目標物單獨、混合分析測定方法;考察了單獨臭氧氧化條件下對四種物質單獨、混合液的去除效能;考察了影響臭氧氧化吲哚及3-甲基吲哚的去除效能的相關影響因素并測定了相關動力學參數(shù),其中影響因素包括反應體系pH、水質背景、反應體系溫度、自由基抑制劑等因素,動力學參數(shù)測定了臭氧分子與吲哚、3-甲基吲哚的直接反應的反應速率常數(shù)、表觀反應速率常數(shù)。
　　用臭氧與目標物的摩爾濃度比p([O3]0/

3、[M]0)來描述臭氧對目標物的去除效能,隨著p值的增大,各個目標物的去除率逐漸增大,去除各種物質的最佳摩爾比分別為:吲哚p=0.42、色氨酸p=0.52、3-甲基吲哚p=0.74、蘆竹堿p=1.04。臭氧氧化混合液時四種物質降解的順序為3-甲基吲哚、吲哚、L-色氨酸、蘆竹堿。
　　對于吲哚,直接反應的速率常數(shù)kO3In=77.30L/(mol·s),在中性條件下,表觀速率常數(shù)kIn為103數(shù)量級,OH-對于氧化反應的促進或抑制作用

4、并不明顯;對于3-甲基吲哚,直接反應速率常數(shù)kO33-MIn=833.30L/(mol·s),在中性條件下其表觀速率常數(shù)k3-MIn也為103數(shù)量級,OH-的作用亦不明顯。對于反應體系pH的考察發(fā)現(xiàn),隨著pH的升高,反應的去除效能降低,間接證明臭氧分子的直接反應是氧化反應中的主導反應;自由基抑制劑的加入僅使反應效能有小幅降低,表明·OH雖參與了氧化反應,但對于去除率的貢獻很小;溫度的提升對反應既有促進作用也有抑制作用,溫度在5℃～35℃