臭氧氧化技术去除水中萘的研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ccx1942
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多环芳烃(Polycyclic Armatic Hydrocarbon,PAHs)是一种持久性有机污染物,毒性高,难生物降解,在环境介质中广泛存在。化石燃料的燃烧以及工业废水的肆意排放,使得水环境中的PAHs污染日益严重。萘水溶性较高,是水体中检出率最高的PAHs。因其具有“三致”效应,已被美国环境保护局(US EPA)列为优先控制污染物。本文以萘为目标污染物,研究臭氧(O3)、臭氧/过氧化氢(O3/H2O2)、臭氧/过硫酸盐(O3/K2S2O8、O3/PS)三种氧化技术对萘的降解效果,重点考察萘初始浓度、氧化剂投加量、pH、温度及水中常见阴离子对萘降解效果的影响,进行反应动力学分析,并通过自由基淬灭实验研究其反应机理。现得出以下结论:(1)单因素影响实验发现,在本实验研究范围内降低萘初始浓度、提高O3浓度、升高反应温度都有助于提高萘的降解效果。O3/H2O2体系和O3/PS体系需根据O3浓度调整H2O2和PS的投加量,O3与H2O2的摩尔比不宜低于1.4,O3与PS的摩尔比不宜低于1。O3体系降解萘的最适pH值为7,O3/H2O2体系和O3/PS体系的最适pH为8。随着pH的增加,萘的降解率缓慢增加后迅速下降。(2)低浓度实验分析O3、O3/H2O2、O3/PS三种体系降解萘的反应动力学,表明不同反应条件下反应过程均符合二级反应动力学。热力学分析结果显示,三种体系降解萘的反应活化能Ea均低于35 kJ·mol-1,活化能较低,反应易于进行。(3)自由基淬灭实验探究不同pH条件下的反应机理,表明在酸性、中性和弱碱性条件下,O3、O3/H2O2、O3/PS三种体系降解萘的过程均以O3直接氧化为主。pH=3时,O3、O3/H2O2体系降解萘的过程无自由基氧化作用,而在O3/PS体系中,酸活化K2S2O8产生的SO4-?可与体系中的萘反应,降解率较O3氧化提高约15%左右。随着pH值升高,O3分解量增加,自由基间接氧化作用增强。本文所用三种氧化技术均可有效降解萘。希望臭氧氧化技术降解萘的研究可为我国多环芳烃污染水体的治理提供理论依据和技术支持。
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