對(duì)硝基苯酚廢水降解的初探.

1、廣西輕工業(yè)GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY化工與材料2009年3月第3期(總第124期)【作者簡(jiǎn)介】楊紅(1 9 7 0 )，女，廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，研究方向：環(huán)境工 程?！净痦?xiàng)目】廣西大學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備處教學(xué)改革項(xiàng)目化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程廢水的處理研究1前言酚類廢水主要是來自石油化工廠、樹脂廠、塑料廠、合成纖維廠、煉油廠和焦 化廠等化工企業(yè)，是水體的重要污染物之一。由于酚類化合物具有良好的化學(xué)、生 物穩(wěn)定性，不易降解，所以酚類廢水的降解一直是廢水處理中的難題1-3，對(duì)硝基苯酚也有酚類的共性，是用于農(nóng)藥生產(chǎn)和染料合成工業(yè)中不可缺少的原料物質(zhì)或中間 產(chǎn)物，在化學(xué)工業(yè)生

2、產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。采用高級(jí)氧化水處理技術(shù)降解酚類廢水是一種 處理方法，液相高壓放電技術(shù)是一種新型的水處理高級(jí)氧化技術(shù)，能處理造紙、制 藥、印染等生物難降解有機(jī)廢水較理想的和有潛力的水處理技術(shù)。利用高壓放電產(chǎn) 生的臭氧協(xié)同過程中形成的紫外光和沖擊波，可在水中形成O、H、OH等活性物質(zhì)，可以將水中的有機(jī)物氧化降解，即利用在水中的放電形成紫外光、沖擊波、 臭氧等進(jìn)行協(xié)同降解，強(qiáng)化了高濃有機(jī)廢水的處理效果 4。目前報(bào)道的高壓放電 技術(shù)能較好地解決這一問題5-10。本文在高壓放電環(huán)境下考察對(duì)硝基苯酚降解效 果及降解機(jī)理。2實(shí)驗(yàn)方法2.1實(shí)驗(yàn)方法采用自制的高壓放電電源可升高電壓到 30kV。高壓輸出到圖1所示

3、反應(yīng)器電 極兩端。實(shí)驗(yàn)采用峰值電壓為30kV，頻率為150Hz脈沖高壓，反應(yīng)器為自制不銹鋼針 -筒曝氣連續(xù)式反應(yīng)器，針電極直徑 0.3mm，放電電極水平間距2cm，反應(yīng)進(jìn)行 120min，反應(yīng)器處理循環(huán)廢水量為300mL。圖1反應(yīng)裝置示意圖2.2對(duì)硝基苯酚廢水濃度的測(cè)定采用高效液相色譜測(cè)定對(duì)硝基苯酚的濃度。Agile nt 1200液相色譜儀，紫外光 范圍 190-360nm， ODS-C18反相色譜柱(krosmail, 250 4mm )，柱溫：30C，流 動(dòng)相是50%乙腈和0.2%醋酸的混合水溶液，流速為1.0mL min -1，檢測(cè)波長(zhǎng)為 254nm。對(duì)硝基酚降解率按式D=X 0-!

4、" X /X0100%計(jì)算，其中D為降解率，x 0為初始對(duì)硝基苯酚量，x為降解后對(duì)硝基苯酚量。2.3對(duì)硝基苯酚放電降解過程紫外光 譜分析采用日本導(dǎo)津儀器有限公司 UV-2501PC型紫外可見分光光度計(jì)在200-500nm 波長(zhǎng)段處進(jìn)行掃描。2.4對(duì)硝基苯酚放電降解后產(chǎn)物的紅外光譜分析對(duì)實(shí)施放電處理過的對(duì)硝基苯酚進(jìn)行濃縮與干燥后，采用KBr壓片法進(jìn)行紅外測(cè)試.3結(jié)果與討論3.1對(duì)硝基苯酚模擬廢水降解效果圖2對(duì)硝基苯酚廢水降解率隨時(shí)間變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)以初始電導(dǎo)率為39.6卩S Ch,初始pH為5.74,濃度為50.00mgL -1對(duì)硝基苯酚模擬廢水進(jìn)行放電降解。放電電壓為30kV，廢水在反應(yīng)

5、器中循環(huán)流動(dòng)。從圖2可以看出，隨著放電進(jìn)行，對(duì)硝基苯酚的降解逐漸進(jìn)行，120min后降解率可達(dá)到91%。3.2對(duì)硝基苯酚模擬廢水降解過程UV-Vis分析對(duì)不同降解時(shí)間進(jìn)行紫外光譜掃描，以表征廢水中對(duì)硝基苯酚的降解過程，結(jié) 果見圖3。對(duì)硝基苯酚結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)苯環(huán)及兩個(gè)取代基團(tuán)羥基（-0H ）和硝基（-NO 2），其中羥基屬于助色基團(tuán)， 而硝基屬于生色基團(tuán)，因此在圖 3中的近紫外區(qū)對(duì)硝基苯酚廢水降解的初探楊紅，孫建華，譚國(guó)進(jìn)，王潤(rùn)榮（廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西南寧 530004）【摘要】采用頻率為15 0Hz、峰值電壓為3 0kV的高壓放電電源為反應(yīng)器電源，自制放電電極水平間距 為2 cm的針-筒

6、曝氣連續(xù)式放電反應(yīng)器，研究了對(duì)硝基苯酚廢水在該放電反應(yīng)器 中的降解效果。研究表明，經(jīng)過12 0mi n高壓放電降解，對(duì)硝基苯酚的降解率 可達(dá)9 1%，采用FTIR、UV-Vis跟蹤降解過程中間產(chǎn)物，檢測(cè)到對(duì)硝基苯酚結(jié)構(gòu)受到破壞，廢水 得以降解?！娟P(guān)鍵詞】對(duì)硝基苯酚；廢水；高壓放電；降解【中圖分類號(hào)】0644【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1003-2673(200902- 35 0235(上接第11頁(yè))5 郭孝武超聲技術(shù)在中草藥成分提取中的應(yīng)用J.中草藥，19 96,27(增刊)：234 2 3 5.6 張海容，劉露琛超聲提取青蒿多糖的工藝優(yōu)化J.食品研究與開發(fā)，2006,27 (5):46 48

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8、苯酚模擬廢水降解過程FT-IR分析(a)處理前(b)處理后圖4降解處理前后對(duì)硝基苯酚紅外光譜圖圖4 （a）為對(duì)硝基苯酚降解前紅外圖譜，圖（b ）為放電降解后樣品的紅外 圖譜。從圖4（&）與（b ）比較可以看出，經(jīng)過放電反應(yīng)放電處理后在1652.52cm -1處出現(xiàn)吸收峰；原樣在1590.45cm -1 處的吸收峰，變化為圖（b ）的 1613.36cm -1 和 1593.55cm -1 的 2個(gè)吸收峰；原樣在 852.25cm -1處的吸收峰，變化為在 866.83cm -1和845.09cm - 1出現(xiàn)2個(gè)吸收峰；相應(yīng)的吸收峰均發(fā)生了藍(lán)移。在16001430cm -1波數(shù)區(qū)間，可確

9、定芳香苯環(huán)骨架振動(dòng)，在1613.36cm -1處多了一峰，說明苯環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)生了取 代，結(jié)合692.71cm -1處出峰，判斷發(fā)生了單取代。而圖（b ）在1652.52cm -1處 多出現(xiàn)一個(gè)峰，與醌結(jié)構(gòu)的吸收波數(shù)相當(dāng)，可以判斷有醌結(jié)構(gòu)的生成。另外在原樣 品1496.68cm -1處的吸收判斷為硝基苯結(jié)構(gòu)，結(jié)果放電處理后發(fā)現(xiàn)此處的峰分 叉，在1558.35cm -1處出現(xiàn)小峰，說明此時(shí)放電處理過的樣品中有R-NO 2結(jié)構(gòu)，這說明硝基的脫出，降解有作用。4結(jié)論本文對(duì)高壓放電降解對(duì)硝基苯酚模擬廢水進(jìn)行了研究，并采用 FT-IR與UV- Vis對(duì)硝基苯酚廢水降解中間物進(jìn)行了分析，得到了以下結(jié)論。采用高壓

10、放電降解處理初始電導(dǎo)率為 39.6卩S 呦初始pH為5.74,濃度為 50.00mg L-1對(duì)硝基苯酚模擬廢水。放電電壓為 30kV，廢水在反應(yīng)器中循環(huán)流 動(dòng)。120min后降解率可達(dá)到91%。通過紫外光譜與紅外光譜分析推斷高壓放電可以有效降解對(duì)硝基苯酚的廢水。參考文獻(xiàn)1王韜，李鑫鋼，杜啟云含酚廢水治理技術(shù)研究進(jìn)展J.化工進(jìn)展,2008，27 (2) 231235.2 XuA,YangM,QiaoR,etal.Activityan dleachingfeaturesofZincAluminumferr itesincatalyticwetoxidationofphenol J.Journalo

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