化學(xué)強(qiáng)化超聲空化降解水中有機(jī)污染物的研究.pdf

1、本文以對(duì)硝基苯酚和偶氮染料活性艷紅K-2BP為模擬有機(jī)污染物，利用四氯化碳(CCL4)強(qiáng)化超聲空化降解模擬有機(jī)污染物，考察了有機(jī)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(yīng)溫度和超聲波功率等因素對(duì)水中有機(jī)污染物降解效果的影響，并對(duì)四氯化碳強(qiáng)化超聲空化降解水中有機(jī)污染物的作用機(jī)理進(jìn)行了推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)論證。 單獨(dú)超聲(Ultrasound,US)處理難以使有機(jī)污染物有效降解，但添加少量四氯化碳可以使有機(jī)污染物的降解率大幅

2、度提高。實(shí)驗(yàn)確定了CCL4在活性艷紅K-2BP溶液和對(duì)硝基苯酚溶液中的最優(yōu)添加量為溶液體積分?jǐn)?shù)的0.04％和0.08％，200W是四氯化碳強(qiáng)化超聲空化降解水中有機(jī)污染物的最佳功率，同時(shí)發(fā)現(xiàn):隨著反應(yīng)溫度的增加，降解率變低；降低反應(yīng)溶液的pH值有利于提高降解率；有機(jī)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(dú)超聲輻射相比，四氯化碳強(qiáng)化了有機(jī)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(duì)硝基苯酚溶液降

3、解不同時(shí)間的UV-Vis光譜圖和CODCr，可以了解兩種有機(jī)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(cè)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(qiáng)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(shí)發(fā)現(xiàn)隨著超聲時(shí)間的增加溶液中氯離子濃度增加。 通過推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)分析得出，四氯化碳強(qiáng)化超聲空化對(duì)有機(jī)污染物的降解是

4、OH、HClO和C12共同作用的結(jié)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(duì)硝基苯酚，進(jìn)一步提高有機(jī)污染物的降解率。 本文還進(jìn)行了在超聲波.零價(jià)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(jià)鐵添加量、溶液反應(yīng)溫度、活性艷紅K-2BP溶液初始濃度、超聲功率及超聲輻射時(shí)間等因素對(duì)協(xié)同效應(yīng)的影響，并對(duì)超聲

5、波.零價(jià)鐵聯(lián)合作用降解有機(jī)染料的作用機(jī)理進(jìn)行了推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)論證，可為實(shí)際污水處理工藝設(shè)計(jì)提供參考。 通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，超聲波-零價(jià)鐵對(duì)活性艷紅K-2BP溶液的降解具有明顯的協(xié)同效應(yīng)，對(duì)活性艷紅K-2BP溶液的降解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)降解動(dòng)力學(xué)為一級(jí)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)確定了:在pH=3.0時(shí)，50mL濃度為20mg/L的活性艷紅K-2BP溶液中零價(jià)鐵的最佳加入量為0.1g。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著反應(yīng)溫度的增加，降解率變低；降低反應(yīng)溶液的pH值有利于提