模擬苯酚廢水高級氧化降解與測定初探

廉拓+楊年生+于越+黃冬平+龐雅莉

摘要：本實驗對國標HJ 503-2009有關苯酚濃度的測定方法做了一些改進，同時考察了高級氧化法及無機物的協同作用對苯酚去除效果的影響。結果表明，苯酚標準貯備液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L的標定用約

0.025 mol/l NaSO標準溶液較合適，濃度在2～40mg/l范圍的苯酚溶液用紫外分光光度法測定具有可行性且較為合適。us/O處理方式對苯酚的去除有一定的作用，無機物的加入增強了us/o協同氧化降解苯酚廢水的效果，提高了苯酚去除率。在超聲波頻率為59KHz，功率315w下先超聲30min，再us/O協同處理以6mg/min流量通臭氧30分鐘，氯化鎂的質量0.1g條件下，可使10mg/l苯酚廢水的苯酚去除率提高到92%。

關鍵詞：苯酚；氯化鎂；超聲；臭氧

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）15-0229-02

即使?jié)舛鹊陀?0mg/L的苯酚溶液，若用于養(yǎng)殖或農田澆灌，會造成魚類死亡，莊家枯死。若用氯消毒飲水，即使其中酚濃度僅為0.02 mg/L時，也會產生氯酚臭。長期飲用被酚污染的水，可引起頭昏、出疹、瘙癢、貧血及各種神經系統癥狀。鑒于低濃度苯酚溶液就可造成如此嚴重后果，本課題組成員模擬10mg/L的苯酚廢液進行研究。水體中苯酚含量的測定方法主要有4-氨基安替比林分光光度法、溴化滴定法、氣相色譜法等。上述方法不是煩瑣費時，就是操作復雜，難度大。根據文獻，濃度在5～15mg/l范圍的苯酚溶液用紫外分光光度法測定具有可行性且較為合適[1]。但使用該法一個重要前提是需對苯酚標準貯備液濃度進行標定。本實驗對國標HJ 503-2009有關苯酚濃度的測定方法做了一些改進[2]。本實驗采用目前最有實用價值的高級氧化技術來處理模擬的低濃度苯酚廢水，初步探討了無機鹽對超聲/臭氧協同作用降低廢水中苯酚濃度的影響，效果明顯。此方面的研究尚未見報道，有一定創(chuàng)新性。

一、實驗部分

1.儀器。UV-7504紫外分光光度計、SK8200LH雙頻數顯超聲波清洗器、銳智臭氧發(fā)生器等。

2.試劑。苯酚標準貯備液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L：稱取1.00 g精制苯酚，溶解于去離子水，移入1 000 ml棕色容量瓶中，用去離子水稀釋至標線。按HJ 503-2009附錄A進行標定。置冰箱內冷藏。模擬苯酚廢液ρ（C6H5OH）=10.0 mg/L：取適量酚標準貯備液用水稀釋至100 ml容量瓶中，使用時當天配制。0.025 mol/ lNaSO標準溶液的配制：稱取6.2g五水硫代硫酸鈉，溶于煮沸放冷的水中，加入0.2g NaCO，溶解后移入1000ml容量瓶中，用水稀釋至標線，得到約0.025 mol/l NaSO標準溶液。硫代硫酸鈉（AR）、濃硫酸（AR）、碘酸鉀（AR）、氯化鎂（AR）、淀粉指示劑。

3.實驗部分。①苯酚標準貯備液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L的標定。苯酚廢水處理與測定的關鍵是需要對苯酚標準貯備液的濃度進行標定。按照HJ 503-2009，用0.0125 mol/l NaSO標準溶液標定1.00 g/L的苯酚，則NaSO標準溶液的用量將近80毫升，大大超過50毫升滴定管的規(guī)格，NaSO標準溶液需兩次到入，操作煩瑣而且引入較大誤差，故本實驗擬用0.025 mol/l NaSO標準溶液來標定1.00 g/L的苯酚標準貯備液。②0.025 mol/l NaSO標準溶液的標定（GB7489-87）。用滴定管移取50ml上述NaSO標準溶液定容至100ml容量瓶，使其濃度稀釋為原來的。在錐形瓶中用100～150ml的水溶解約0.5g的碘化鉀，加入5ml 2mol/l的硫酸溶液，混合均勻，加入20.00ml標準碘酸鉀溶液，稀釋至約200ml，立即用上述稀釋后的硫代硫酸鈉溶液滴定釋放出的碘，當接近滴定終點時，溶液呈淺黃色，加一滴淀粉指示劑，再滴定至完全無色，依上述方法測定三次。③模擬苯酚廢液的測定方法：紫外分光光度法，在中性環(huán)境下，苯酚在紫外光區(qū)的最大吸收波長λmax=270nm。④標準曲線的擬合：從1.00g/l苯酚標準貯備液取25ml定容至250ml容量瓶中，移取1ml、2ml、4ml、10ml、20ml稀釋后的苯酚溶液分別放入50ml容量瓶中，并定容至刻度線，貼標簽，搖勻，以去離子水為參比于270nm測定吸光度。⑤模擬苯酚廢水的氧化降解：高級氧化技術。苯酚去除率按下式計算：去除率=×100%，A、A分別為處理前、處理后的吸光度。本研究超聲條件：頻率59KHz，功率315w；臭氧流量：6mg/min。（1）研究不同超聲/臭氧協同法去除苯酚的影響。研究不同超聲、臭氧協同方式對模擬苯酚廢水的去除率的影響。（2）研究氯化鎂對超聲/臭氧法去除苯酚的影響。添加氯化鎂，對比研究超聲、臭氧協同方式對模擬苯酚廢水去除率的影響。

二、結果與討論

1.苯酚標準貯備液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L及

NaSO標準溶液的濃度。標定苯酚標準貯備液的濃度是0.934g/l， d=0.05%；NaSO標準溶液的濃度是0.0270mol/l，極差0.02。

2.標準曲線的線性范圍。吸收度值A對濃度

c（mg/l）的回歸方程為A=0.0163C-0.0005，R=0.9999，表明苯酚濃度在2～40mg/l線性關系良好。

3.超聲/臭氧不同方式對模擬苯酚廢水去除率的影響。超聲可以提供臭氧在水溶液的溶解速度，并促進臭氧分解成更有活力的自由基。以不同的協同方式處理，結果見表1。

由表1可知，不同的超聲/臭氧協同方式，對10mg/l的模擬苯酚廢水苯酚的去除均有效果，先超聲30min后，再us/O 30min去除率遠高于僅us/O 30min。可能是因為瞬時空化作用產生的局部高溫高壓促使水分子裂解產生H.和氧化能力強的OH.自由基及苯酚化學鍵的斷裂及不斷地被自由基氧化，且超聲強化臭氧會增大OH.濃度。同時協同處理時間越長，提供熱解的能量越高，故先超聲30min后，再us/O 30min降解效果較好。

4.氯化鎂的添加量及超聲、通臭氧方式的影響。在不同氧化鎂添加量下，分別進行了us/O 30分鐘及先超聲30min后，再us/O30分鐘的處理。結果如表2所示。

結果顯示無機物氯化鎂的加入，提高了協同法降解苯酚?？赡苁且驗辂}提高了苯酚直接進到超聲空化泡的濃度，增大被熱解的幾率，從而提高苯酚的去除率。去除效果隨著氯化鎂的增加而下降，當MgCl2的最佳添加量是0.1g，先超聲30min后，再us/O 30分鐘，效果要稍優(yōu)于僅us/O 30分鐘，可使苯酚去除率由85%提高到92%。

三、結論

參考文獻：

[1]段柏華，鐘宏.用紫外分光光度法測定苯酚[J].貴州環(huán)?？萍迹?999，5（4）：26.

[2]廖建萍，于珊.苯酚濃度標定中硫代硫酸鈉標液濃度改進[J].鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保，1999，26（4）：266-267.endprint