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(shí)驗(yàn)對國標(biāo)HJ 503-2009有關(guān)苯酚濃度的測定方法做了一些改進(jìn)，同時(shí)考察了高級氧化法及無機(jī)物的協(xié)同作用對苯酚去除效果的影響。結(jié)果表明，苯酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L的標(biāo)定用約

0.025 mol/l NaSO標(biāo)準(zhǔn)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(jī)物的加入增強(qiáng)了us/o協(xié)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(xié)同處理以6mg/min流量通臭氧30分鐘，氯化鎂的質(zhì)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(guān)鍵詞：苯酚；氯化鎂；超聲；臭氧

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)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(nóng)田澆灌，會(huì)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(shí)，也會(huì)產(chǎn)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(jīng)系統(tǒng)癥狀。鑒于低濃度苯酚溶液就可造成如此嚴(yán)重后果，本課題組成員模擬10mg/L的苯酚廢液進(jìn)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(fèi)時(shí)，就是操作復(fù)雜，難度大。根據(jù)文獻(xiàn)，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(gè)重要前提是需對苯酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液濃度進(jìn)行標(biāo)定。本實(shí)驗(yàn)對國標(biāo)HJ 503-2009有關(guān)苯酚濃度的測定方法做了一些改進(jìn)[2]。本實(shí)驗(yàn)采用目前最有實(shí)用價(jià)值的高級氧化技術(shù)來處理模擬的低濃度苯酚廢水，初步探討了無機(jī)鹽對超聲/臭氧協(xié)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(bào)道，有一定創(chuàng)新性。

一、實(shí)驗(yàn)部分

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

2.試劑。苯酚標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)線。按HJ 503-2009附錄A進(jìn)行標(biāo)定。置冰箱內(nèi)冷藏。模擬苯酚廢液ρ（C6H5OH）=10.0 mg/L：取適量酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液用水稀釋至100 ml容量瓶中，使用時(shí)當(dāng)天配制。0.025 mol/ lNaSO標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)線，得到約0.025 mol/l NaSO標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)部分。①苯酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L的標(biāo)定。苯酚廢水處理與測定的關(guān)鍵是需要對苯酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液的濃度進(jìn)行標(biāo)定。按照HJ 503-2009，用0.0125 mol/l NaSO標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定1.00 g/L的苯酚，則NaSO標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溶液需兩次到入，操作煩瑣而且引入較大誤差，故本實(shí)驗(yàn)擬用0.025 mol/l NaSO標(biāo)準(zhǔn)溶液來標(biāo)定1.00 g/L的苯酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液。②0.025 mol/l NaSO標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定（GB7489-87）。用滴定管移取50ml上述NaSO標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)接近滴定終點(diǎn)時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合：從1.00g/l苯酚標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(shù)。苯酚去除率按下式計(jì)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(xié)同法去除苯酚的影響。研究不同超聲、臭氧協(xié)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(xié)同方式對模擬苯酚廢水去除率的影響。

二、結(jié)果與討論

1.苯酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L及

NaSO標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。標(biāo)定苯酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液的濃度是0.934g/l， d=0.05%；NaSO標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度是0.0270mol/l，極差0.02。

2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍。吸收度值A(chǔ)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(guān)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(jìn)臭氧分解成更有活力的自由基。以不同的協(xié)同方式處理，結(jié)果見表1。

由表1可知，不同的超聲/臭氧協(xié)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(yuǎn)高于僅us/O 30min。可能是因?yàn)樗矔r(shí)空化作用產(chǎn)生的局部高溫高壓促使水分子裂解產(chǎn)生H.和氧化能力強(qiáng)的OH.自由基及苯酚化學(xué)鍵的斷裂及不斷地被自由基氧化，且超聲強(qiáng)化臭氧會(huì)增大OH.濃度。同時(shí)協(xié)同處理時(shí)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(jìn)行了us/O 30分鐘及先超聲30min后，再us/O30分鐘的處理。結(jié)果如表2所示。

結(jié)果顯示無機(jī)物氯化鎂的加入，提高了協(xié)同法降解苯酚。可能是因?yàn)辂}提高了苯酚直接進(jìn)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(dāng)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(jié)論

參考文獻(xiàn)：

[1]段柏華，鐘宏.用紫外分光光度法測定苯酚[J].貴州環(huán)保科技，1999，5（4）：26.

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