廖書林, 浦燕新, 周夢凱, 許龍霞
(維爾利環(huán)??萍技瘓F股份有限公司,江蘇 常州 213125)
1,2-二氯苯作為有機溶劑和中間體,在農(nóng)藥、染料、有機合成等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[1]。1,2-二氯苯的化學性質(zhì)穩(wěn)定,具有很強的生物積累性和生物毒性以及致癌性[2],我國已將其列為優(yōu)先控制污染物。
本文以1,2-二氯苯為研究對象,通過模擬試驗平臺構(gòu)建UV/Fe(0)/SPS體系降解廢水中的1,2-二氯苯,并研究初始pH值、Fe(0)投加量、過硫酸鹽投加量、超聲波功率等對1,2-二氯苯降解效果的影響為1,2-二氯苯污染廢水的處理提供技術(shù)支持。
超聲波清洗器(SK7210HP型,上??茖?;磁力攪拌器(JB-1B,上海雷磁);pH計(PHS-3C,上海雷磁);高效液相色譜儀(1260型,Agilent)。
1,2-二氯苯(>99.0%)、過硫酸鈉(sodium persulfate,SPS)、還原鐵粉、硫酸、氫氧化鈉、甲醇等,均為分析純。
取500 mL 1,2-二氯苯質(zhì)量濃度為30 mg·L-1的廢水,用稀硫酸或稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)到實驗要求的pH值。將廢水置于錐形瓶中,并加入一定量的Fe(0)和SPS,在超聲裝置中反應(yīng)。在設(shè)定的反應(yīng)時間取樣10 mL,并同時加入甲醇作為猝滅劑,確?;钚宰杂苫纾磻?yīng)終止。通過液相色譜分析水樣中的1,2-二氯苯含量。
高效液相色譜:色譜柱為Agilent C18柱(4.6 mm×150 mm,5μm);流動相為體積比7∶3的甲醇/水混合液,流速為1.5 mL·min-1;進樣量為20 μL;檢測器為紫外檢測器,檢測波長為200 nm;色譜柱溫度設(shè)定為25 ℃。
在初始pH值為5,SPS投加量為200 mg·L-1條件下,設(shè)置Fe(0)的初始質(zhì)量濃度分別為50、100、150、200、300 mg·L-1。
在初始pH值為5,F(xiàn)e(0)投加量為150 mg·L-1條件下,設(shè)置SPS的初始質(zhì)量濃度分別為50、100、200、300、400 mg·L-1。
為探明US在Fe(0)/SPS中所起的作用,在初始pH值為5,F(xiàn)e(0)投加量為150 mg·L-1,SPS投加量為200 mg·L-1條件下,進行了Fe(0)/US、Fe(0)/SPS、US/SPS、Fe(0)/US/SPS 四種反應(yīng)體系的1,2-二氯苯降解實驗。
結(jié)果顯示,F(xiàn)e(0)/US體系下1,2-二氯苯的去除效果最差,反應(yīng)結(jié)束時1,2-二氯苯的去除率僅為38.7%,這表明US和Fe(0)不是降解1,2-二氯苯的主要因素。US/SPS體系的去除率同樣較低,反應(yīng)結(jié)束時1,2-二氯苯的去除率為43.1%。Fe(0)/SPS和Fe(0)/US/SPS體系下,1,2-二氯苯的去除率較高,分別為78.44%與91.1%,表明Fe(0)能很好活化SPS,且US的加入可以產(chǎn)生協(xié)同效果,顯著提升1,2-二氯苯的去除率。
1) 超聲波強化零價鐵/過硫酸鈉體系可有效降解1,2-二氯苯,1,2-二氯苯質(zhì)量濃度為30 mg·L-1時的最佳反應(yīng)條件為:初始pH值為5,US功率400 W,F(xiàn)e(0)投加量為150 mg·L-1,SPS投加量為200 mg·L-1,1,2-二氯苯的去除率達到了91.1%。
2) 不同體系的對比實驗顯示,F(xiàn)e(0)/US/SPS體系的1,2-二氯苯去除率顯著高于Fe(0)/US、US/SPS與Fe(0)/SPS體系,US對Fe(0)/SPS體系有協(xié)同作用,可顯著提升1,2-二氯苯的去除率。