臭氧化降解水中雙酚A的效能及動(dòng)力學(xué).pdf

1、隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，人類在生產(chǎn)過程中不可避免地排放出各種污染物，對(duì)環(huán)境造成不同程度的污染。其中，芳烴類有機(jī)污染物對(duì)環(huán)境的危害尤為嚴(yán)重。
　　作為使用最廣泛的化工原料之一，雙酚A(BPA)被認(rèn)為是一種可影響人類健康的內(nèi)分泌干擾物。在化工生產(chǎn)過程中，大量含有BPA的工業(yè)廢水被排出，對(duì)環(huán)境造成潛在威脅。由于苯環(huán)特有的穩(wěn)定性，在污水處理過程中，芳烴類有機(jī)污染物不易被微生物降解消除，迫切需要一種低成本、高效率的處理工藝。臭氧化作為一種新興水

2、處理技術(shù)，因其安全、高效、無二次污染而得到研究者青睞，越來越多的科學(xué)家嘗試?yán)贸粞趸幚眍B固難降解有機(jī)污染物，并取得較滿意效果。
　　本研究利用臭氧降解BPA模擬廢水，考察了實(shí)驗(yàn)運(yùn)行參數(shù)對(duì)降解效果的影響，確定了適宜的運(yùn)行條件，并對(duì)降解效能及降解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。另外，對(duì)臭氧化降解芳香胺化合物進(jìn)行了初步探討，結(jié)果如下:
　　(1)采用臭氧降解含BPA模擬廢水，考察了溶液pH、BPA初始濃度、臭氧投加量、反應(yīng)溫度對(duì)BPA降解效果

3、的影響。結(jié)果表明:在pH為3～10范圍內(nèi)，隨著pH的增加，BPA的降解率先增加后減小，在pH為7時(shí)降解率達(dá)到最大值;BPA初始濃度越大，BPA降解率越小，但BPA降解量增加;隨臭氧投加量的增加，BPA降解率升高，臭氧利用效率降低;在14～28℃范圍內(nèi)，升高溫度有利于BPA的降解，但19℃之后，隨溫度的升高，這種影響逐漸減小。在適宜的操作條件下，臭氧對(duì)含BPA模擬廢水的降解效能較好，在pH為5～8、BPA初始濃度為80～120mg/L、臭

4、氧投加濃度為20～25mg/L、溫度為17～27℃范圍內(nèi)，反應(yīng)60 min后，BPA降解率可達(dá)95％以上。
　　(2)對(duì)臭氧化降解BPA的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)條件下，BPA的降解過程符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。根據(jù)冪指數(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，分別在酸性和堿性條件下，基于各運(yùn)行參數(shù)下的數(shù)據(jù)擬合得到了臭氧化降解BPA的半經(jīng)驗(yàn)公式。模型計(jì)算濃度與實(shí)測濃度之間的相對(duì)偏差在12％以內(nèi)，模型穩(wěn)定性較好。臭氧降解BPA的動(dòng)力學(xué)模型為:C=C0 exp(-3.3

5、6×107 exp(-40680.4/RT)C1.3448O3C-1.46810C0.0567OH-7t)(pH=3-7)C=C0 exp(-3.86×106exp(-40680.4/RT)C1.3448O3C-1.46810C-0.078OH-t）(pH=7-11)
　　(3)采用競爭動(dòng)力學(xué)法，以苯酚為競爭物，分別求得不同pH下BPA與臭氧直接氧化的本征動(dòng)力學(xué)常數(shù)kO3，BPA。在pH為3～11范圍內(nèi)，kO3，BPA從3.27×

6、103M-1·s-1增加到1.23×109 M-1·s-1，由于BPA的解離作用，kO3，BPA隨溶液pH的升高呈指數(shù)增加。
　　(4)對(duì)BPA降解機(jī)理進(jìn)行了分析?！H猝滅劑叔丁醇(TBA)的加入對(duì)BPA降解效果影響很小，表明臭氧化降解BPA的主要途徑是臭氧直接氧化;在BPA降解開始階段，會(huì)有芳香類中間物生成，隨后進(jìn)一步被氧化成醛、羧酸、醇類小分子。由于臭氧直接氧化難以將生成的小分子徹底礦化，使得溶液COD去除率遠(yuǎn)滯后于BPA降