叶祝玲

（东莞市通明节能环保科技有限公司，广东 东莞 523000）

1 研究内容及意义

本实验研究以苯酚作为有机污染物配制一定质量浓度的模拟含酚废水，应用UV/H2O2系统光化学氧化技术进行处理。从UV/H2O2系统光化学氧化技术过程中H2O2的投加量、溶液初始pH值、溶液初始浓度、不同阴离子等相关因素进行研究，对影响UV/H2O2系统光化学氧化处理苯酚的反应条件进行了初步的分析研究，以求为研究开发净化该类有机废水提供有效的理论和实验基础，为进一步模拟、放大和实际应用提供相关工艺条件及参数，从而最终为工业化处理含酚废水提供一种比较高效可行的方法。

2 实验

2.1 实验试剂和仪器

（1）实验试剂及溶液。实验试剂：苯酚、双氧水、硫代硫酸钠、铁氰化钾、4-氨基安替比林、氯化铵、溴酸钾、溴化钾、碘化钾；实验溶液：苯酚模拟废水、苯酚标准贮备液、苯酚标准中间液、苯酚标准使用液、缓冲溶液、4-氨基安替比林溶液、铁氰化钾溶液、溴酸钾一溴化钾溶液、硫代硫酸钠溶液、淀粉溶液、浓硫酸。（2）实验仪器及装置。磁力搅拌器、紫外高压汞灯、分光光度计、便携式pH测定仪。

2.2 分析方法

通过绘制吸光度对苯酚含量的校准曲线，计算水样中酚的含量，研究H2O2浓度、pH值、苯酚初始浓度和共存阴离子对处理苯酚废水的影响。

2.3 实验方法

取1L一定浓度的苯酚水样于反应器中，采用H2SO4和NaOH调节水样的pH值，投加适量的H2O2，开启搅拌器，混合1min后开启紫外灯（功率为8W，波长为253.7nm），并开始计时，每隔一段时间取出适量水样进行分析测试，每次反应时间为30min。通过更改不同的反应参数考察H2O2投加量、pH值、苯酚初始浓度及其他阴离子的存在对苯酚降解的影响。

3 实验结果与讨论

3.1 H2O2浓度对PhOH降解效率的影响

在pH=6、反应温度30℃、反应时间为30min、紫外照射30min、PhOH初始浓度为50 mg/L 的条件下，考察不同H2O2投加量对PhOH降解的影响。其实验结果如图1。

由图1可知，随着H2O2投加量由0mL/L增加到0.3mL/L时，PhOH的降解率由24.6%增大到89.7%，但当H2O2的投加量0.3mL/L时，PhOH的降解率不再增加。其可能原因是H2O2浓度增加，使得·OH的量也增加，从而提高了PhOH的降解速率；另一方面，H2O2作为·OH的清除剂，当其浓度增加时，消耗的·OH就越多，反应生成过氧化烃基自由基(HO2·)，而HO2·的氧化性能相对于HO·较弱，因此表现为PhOH消失速率降低。

3.2 不同pH值对PhOH降解效率的影响

在反应温度30℃、反应时间为30m in紫外照射30m in、PhOH初始浓度为50 mg/L、H2O2投加量为1.0mL/L的条件下，考察不同pH对PhOH降解的影响。在实验范围内，当溶液pH值在4-8之间变化时，PhOH都有较好降解效果。随着溶液pH值变小，PhOH降解率有所降低，但降低的幅度不大；在强酸性和碱性条件下，PhOH的降解效率较低；而在强碱性的情况下，降解效率更高。其原因可能是碱性条件有利于H2O2分解生成·OH，从而促进PhOH的降解。

图1 H2O2起始浓度对UV/H2O2降解PhOH的影响

3.3 苯酚初始浓度对PhOH降解效率的影响

在反应温度30℃、反应时间为30min、紫外照射30min、H2O2投加量投加量为1.0mL/L、pH值为8.0的条件下，考察不同苯酚初始浓度对PhOH降解的影响。PhOH初始浓度对降解有着重要的影响。当初始浓度超过某一浓度，苯酚浓度的增加对其降解效率有着明显的抑制作用。

实验结果显示，在反应的开始阶段，苯酚降解很快，随着时间的推移降解速率迅速减慢。这是因为溶液中苯酚是·OH的主要消耗者，开始阶段H2O2浓度较高，产生的·OH浓度较高，因此苯酚降解速率较大，后来，由于反应体系中生成了大量中间产物，一方面由于它们对UV光的吸收，降低了·OH的生成效率，另一方面它们能跟目标物竞争着与·OH反应，因此苯酚随着时间的推移降解速率降低。

3.4 阴离子对PhOH降解效率的影响

本研究中在反应温度30℃、反应时间为30min、紫外照射30min、H2O2投加量为1.0mL/L、pH值为8.0时，对苯酚废水初始浓度分别为50mg/L的条件下，考察常见的CO32-、HCO3-、Cl-、NO3-等阴离子，对PhOH的光降解的影响。（1）碳酸根的影响。由实验可知，溶液中碳酸根的存在对PhOH的光降解有较强的抑制作用，即使溶液中碳酸根浓度较低时，其抑制作用也非常明显，如当没有碳酸根存在时，PhOH在5min时降解率为67.81%，当溶液中有5mmol/L的碳酸根时降解率仅为27.51%，降低了40.3%。（2）碳酸氢根的影响。由实验可知，碳酸氢根的存在对PhOH的降解具有明显的抑制作用。当溶液中存在碳酸氢根时，对UV/H2O2体系光降解有机物的反应有相当的影响，如当没有碳酸根存在时，PhOH在5min时降解率为77.54%，当溶液中有5mmol/L的碳酸根时降解率仅为31.17%，降低了45.37%。（3）氯离子的影响。由实验可知，氯离子对UV/H2O2体系降解PhOH有影响但较小，在氯离子浓度在5 mmol/L至40 mmol/L变化时，PhOH的降解率变化都不大。（4）硝酸根的影响。由实验可知，溶液中硝酸根的存在对PhOH的降解几乎没有影响。

结语

本文通过对UV/H2O2系统光化学氧化处理苯酚废水过程中H2O2加入量、苯酚初始浓度、溶液pH值及部分阴离子如CO32-、HCO3-、Cl|、NO3-等因素的研究，得出以下结论：（1）增加H2O2加入量可以提高苯酚降解速率，但当H2O2浓度达到一定程度时，苯酚降解速率的变化已不明显。在处理浓度为50mg/L的苯酚废水，实验条件选择p H 值为6，反应温度3 0 ℃、反应时间为30min，紫外照射30min，最佳反应H2O2投加量为0.5mL/L，降解率可达92.18%。（2）中性条件下，苯酚降解效果最好；强酸或强碱性条件下，均不利于苯酚的降解。在处理浓度为50mg/L的苯酚废水，实验条件选择反应温度30℃、反应时间为30min，紫外照射30min，H2O2投加量为0.5mL/L，最佳反应pH值为8，降解率可达95.59%。（3）苯酚初始浓度越高，UV/H2O2降解苯酚速度越慢。如在处理浓度为100mg/L的苯酚废水，实验条件选择反应温度30℃、反应时间为30min，紫外照射30min，H2O2投加量为0.5mL/L，最佳反应pH值为8，降解率为87.89%。（4）对UV/H2O2体系降解水中PhOH来说，碳酸根的影响最大，微量的碳酸根存在都在降解反应具有非常显著的影响；其次是碳酸氢根，它的存在对水中PhOH的UV/H2O2降解也具有显著的影响；氯离子和硝酸根的影响相对较弱。

[1]张芳西等.含酚废水的处理与利用[M].北京:化学工业出版社,1983,1-10.

[2]张晖,程江,杨卓如等.O3/UV法降解水中对硝基苯酚.环境化学,1996:5(4):313-319.