论文部分内容阅读
六氯苯(Hexachlorobenzen,C<,6>Cl<,6>，简称HCB)是持久性有机污染物(Persitent Organic Pollutants,POPs)之一，能够导致生物体内内分泌紊乱、生殖及免疫机能失调、发育紊乱以及癌症等严重疾病，对环境及人体健康造成很大的危害，研究其有效去除技术意义重大。本文即以O<,3>/H<,2>O<,2>、O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<2+>催化臭氧化技术为例，以环境中广泛存在的有毒难降解氯苯类化合物--HCB为目标物，对其去除效果、影响因素及降解机理进行了系统研究，试验得出如下结论与认识：
(1)通过系统全面的文献查阅，深入考察了催化臭氧化技术在水处理中的研究进展。通过O<,3>/H<,2>O<,2>、O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<2+>技术处理HCB，得知O<,3>/H<,2>O<,2>技术是一种有效的高级氧化技术(Advanced Oxiadation Processes,AOPs)，H<,2>O<,2>的加入催化O<,3>分解产生了强氧化性的羟基自由基(·OH)，提高了HCB去除效率；而在此基础上加入Fe<2+>，是对O<,3>/H<,2>O<,2>的改进，目前国内外关于O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<2+>的研究报道很少，本研究试验证明了H<,2>O<,2>和Fe<2+>对O<,3>的催化具有协同作用。
(2)通过O<,3>/H<,2>O<,2>工艺降解水中HCB系统试验，从降解性能、动力学分析以及反应机理进行了深入研究。结果表明：O<,3>/H<,2>O<,2>工艺较单因素O<,3>/H<,2>O<,2>处理HCB效果显著，60min去除率达到49﹪。O<,3>/H<,2>O<,2>影响因素试验可知，在H<,2>O<,2>投加浓度为1.47mmol/L，pH=7或pH=11的中性、碱性条件下有利反应的进行，动力学模型符合准一级反应方程(Y=0.0125+0.0118X)，借助液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、气质联用(GC/MS)仪器分析可知HCB降解中间产物主要是五氯苯、四氯苯、四氯邻(对)二苯酚等，推测了其降解途径。
(3)本文还研究了O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<2+>工艺处理HCB模拟废水，对降解性能、动力学、机理途径进行了探讨，并与O<,3>/H<,2>O<,2>进行了比较。结果表明：O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<2+>工艺降解HCB效果明显，50min后HCB去除率可达到90﹪，其表观反应速率大，用准一级反应方程拟合度高；催化剂H<,2>O<,2>/Fe<2+>对O<,3>具有协同催化作用；O<,3>转化率对去除率影响比较大，在酸性和中性条件下有利HCB的去除；自由基抑制剂叔丁醇作用明显，证实生成了大量·OH；GC、GC/MS分析主要中间产物与O<,3>/H<,2>O<,2>体系基本相同，说明加入的Fe<2+>催化作用明显，对HCB去除率贡献很大，但对于HCB降解过程还是系统产生的·OH起着主要作用。从技术经济分析角度对O<,3>/H<,2>O<,2>和O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<2+>工艺进行比较，得出O<,3>/H<,2>O<,2>/Fe<2+>预处理含HCB废水效果好，费用少，是对传统高级氧化技术O<,3>/H<,2>O<,2>的改进。
(4)本研究的两种催化臭氧技术产生·OH的方式与过程有所不同，但当·OH形成后，HCB的中间产物基本相同，通过GC和GC/MS测定，中间产物主要是低氯苯类化合物和低氯苯酚类物质，继而HPLC测到有机小分子酸。在此基础上对两种工艺降解HCB的途径进行了推测。
通过以上试验，本研究成果不仅丰富了催化臭氧化技术理论，而且为催化臭氧化工艺在废水处理及饮用水的深度处理的应用方面提供了理论基础。