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有机磷酸酯具有的持久阻燃性、相容性好、耐水、耐热等特点,使其成为纺织物品、家装材料、化工产品以及电子电气等设备中的常用添加阻燃剂。。但是,有机磷酸酯加入材料中的添加方式为非化学键的方式,在迁移等过程中,进入环境的几率相对较大。目前的研究表示,氯代有机磷酸酯十分稳定,不仅具有生物积累性,且具有一定的毒性。比如,对磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(TDCP)和磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)的研究发现,均具有致癌性。其中,TCEP还具有致畸性和神经毒害性。从现在对有机磷酸酯的处理技术来看,氯代有机磷酸酯比非卤代的有机磷酸酯更难处理,许多污水处理工艺对其理效果都不理想。由此可见,作为一类新型有机污染物,研究对废水中氯代有机磷酸酯的治理技术具有重要意义。
本文以两种典型的氯代有机磷酸酯阻燃剂——磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP),磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)作为研究对象,对UV/O3体系降解水中氯代有机磷酸酯阻燃剂的影响因素进行了主要研究,同时将UV/NaClO体系降解水中磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)与UV/O3处理体系进行对比。研究内容包括以下几个方面:
(1)UV/O3体系降解水中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)工艺的研究
通过研究不同影响因子对UV/O3体系降解水中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)效果的影响,确定UV/O3体系降解水中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)的最优工艺。实验结果表明,UV/O3体系降解水中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)的TOC去除率和矿化率均明显高于UV、O3二者的单独作用;在室温下,当TCEP起始浓度为143mg/L,pH=7.0,臭氧通入量为33.12mg/min时,在125W紫外光的照射下反应60min,TCEP的降解效果最佳,TOC去除率、Cl-和PO43-的产率基本都达到99%.
(2)UV/O3体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)工艺的研究
通过研究不同影响因子对UV/O3体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)效果的影响,确定UV/O3体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)的最优工艺。实验结果表明,UV/O3体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)的TOC去除率和矿化率均明显高于二者单独作用,且该体系相对于UV/H2O2体系具有更好的降解效果。在室温下,当TCPP起始浓度为100mg/L,pH=7.0,臭氧通入量为33.12mg/min时,在125W紫外光的照射下反应60min,TCPP的降解效果最佳,TOC去除率、Cl-和PO43-的产率基本都达到90%以上.通过降解产物的检测发现,降解过程中中间产物包括甲酸、乙酸、一氯乙酸和一氯乙醛,它们最终矿化为Cl-、PO43-、CO2和H2O。
(3)UV/NaClO体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)工艺的研究
研究UV/NaClO体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)进行处理时,在室温下,当TCPP起始浓度为100mg/L,pH=7.0,加入NaClO浓度为5mmol/L,在125W紫外光照射下反应60min后PO43-离子的产生量和TOC的去除率最佳。其中,PO43-的产率为20%,TOC去除率为18%。但是,相对于UV/O3体系对水中TCPP的降解来看,UV/NaClO体系的降解效果要差很多。
(4)UV/O3体系降解含有磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)的模拟实际废水的研究
研究UV/O3体系降解实际废水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)进行处理时,实际废水分别取自户外池塘水和武汉纺织大学污水处理厂排放水。在室温下,当TCPP起始浓度为100mg/L,臭氧通入量为33.12mg/min时,在125W紫外光照射下反应60min后,户外池塘水中的TCPP降解后TOC去除率、Cl-和PO43-的产率分别为91%、90%、86%。污水处理厂排放水中的TCPP降解后,TOC去除率、Cl-和PO43-的产率分别为81%、82%、62%。实际废水中可能含有的有机物、阴阳离子和自由基清除剂对UV/O3体系中·OH的产生有影响,从而导致实际废水中TCPP的降解效果比模拟水中差。
本文以两种典型的氯代有机磷酸酯阻燃剂——磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP),磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)作为研究对象,对UV/O3体系降解水中氯代有机磷酸酯阻燃剂的影响因素进行了主要研究,同时将UV/NaClO体系降解水中磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)与UV/O3处理体系进行对比。研究内容包括以下几个方面:
(1)UV/O3体系降解水中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)工艺的研究
通过研究不同影响因子对UV/O3体系降解水中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)效果的影响,确定UV/O3体系降解水中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)的最优工艺。实验结果表明,UV/O3体系降解水中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)的TOC去除率和矿化率均明显高于UV、O3二者的单独作用;在室温下,当TCEP起始浓度为143mg/L,pH=7.0,臭氧通入量为33.12mg/min时,在125W紫外光的照射下反应60min,TCEP的降解效果最佳,TOC去除率、Cl-和PO43-的产率基本都达到99%.
(2)UV/O3体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)工艺的研究
通过研究不同影响因子对UV/O3体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)效果的影响,确定UV/O3体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)的最优工艺。实验结果表明,UV/O3体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)的TOC去除率和矿化率均明显高于二者单独作用,且该体系相对于UV/H2O2体系具有更好的降解效果。在室温下,当TCPP起始浓度为100mg/L,pH=7.0,臭氧通入量为33.12mg/min时,在125W紫外光的照射下反应60min,TCPP的降解效果最佳,TOC去除率、Cl-和PO43-的产率基本都达到90%以上.通过降解产物的检测发现,降解过程中中间产物包括甲酸、乙酸、一氯乙酸和一氯乙醛,它们最终矿化为Cl-、PO43-、CO2和H2O。
(3)UV/NaClO体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)工艺的研究
研究UV/NaClO体系降解水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)进行处理时,在室温下,当TCPP起始浓度为100mg/L,pH=7.0,加入NaClO浓度为5mmol/L,在125W紫外光照射下反应60min后PO43-离子的产生量和TOC的去除率最佳。其中,PO43-的产率为20%,TOC去除率为18%。但是,相对于UV/O3体系对水中TCPP的降解来看,UV/NaClO体系的降解效果要差很多。
(4)UV/O3体系降解含有磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)的模拟实际废水的研究
研究UV/O3体系降解实际废水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)进行处理时,实际废水分别取自户外池塘水和武汉纺织大学污水处理厂排放水。在室温下,当TCPP起始浓度为100mg/L,臭氧通入量为33.12mg/min时,在125W紫外光照射下反应60min后,户外池塘水中的TCPP降解后TOC去除率、Cl-和PO43-的产率分别为91%、90%、86%。污水处理厂排放水中的TCPP降解后,TOC去除率、Cl-和PO43-的产率分别为81%、82%、62%。实际废水中可能含有的有机物、阴阳离子和自由基清除剂对UV/O3体系中·OH的产生有影响,从而导致实际废水中TCPP的降解效果比模拟水中差。