二种氧化体系中氯苯降解的响应面优化及中间体研究
2021-06-30徐向阳唐华晨张宏徐新李超王殿二
徐向阳,唐华晨,张宏,徐新,李超,王殿二
(光大环境修复(江苏)有限公司,江苏 南京 211100)
氯苯(CB)化合物是化工产品加工过程中重要的原料和农药中间体,广泛应用于染料、农药、防腐剂、杀菌剂等精细化工生产领域[1]。由于CB常温常压下化学性质稳定,具有生物积累性和生物毒性,且难以被生物降解,环境中的CB会对水体、土壤和大气造成污染,给人类健康带来极大危害[2-4];因此,如何高效安全地处置环境中的CB污染物对于生态环境和谐稳定具有重要意义。
目前,生物法、物理吸附、化学氧化法等传统的处理方法难以实现CB的有效降解,而基于羟基自由基(·OH)或硫酸根自由基(4SO-·)的高级氧化技术(AOPs)[5]因其氧化性强、稳定性高、pH适用范围广等优点[6-8],在处理难降解有机废水领域具有巨大的应用潜力。·OH和 4SO-·具有强氧化性,可有效氧化CB[9-10],但在·OH和 4SO-·氧化CB的过程中,CB容易生成多种氯代酚类中间体[11-13],包括邻氯苯酚(o-CBOH)、间氯苯酚(m-CBOH)和对氯苯酚(p-CBOH),这些氯代中间体的毒性高于CB,属于高毒性物质,且在水中的溶解度远大于CB,这就造成了中间体的二次污染[14-16]。因此,在利用高级氧化技术降解CB废水的过程中,如何防治CB的二次污染是研究的重点与难点。
响应面法(RSM)是一种综合实验设计和数学建模的优化方法,可以采用二次回归方程拟合多个因素与多个响应值之间的函数关系,通过回归方程建立数学模型,寻求最佳工艺参数[17-18],现正越来越多地被应用于各种工艺条件的优化过程[19]。为此,以CB降解率和CB中间体产物为评价依据,运用响应面法并结合Box-Behnken设计方法[20]对氧化CB的主要影响因素进行建模优化,以获得最佳的降解条件,从而达到CB污染物被降解及其中间体得到控制的目标。……
