超聲波強(qiáng)化零價鐵/過硫酸鈉體系降解1，2-二氯苯

廖書林， 浦燕新， 周夢凱， 許龍霞

(維爾利環(huán)保科技集團(tuán)股份有限公司，江蘇 常州 213125)

引 言

1，2-二氯苯作為有機(jī)溶劑和中間體，在農(nóng)藥、染料、有機(jī)合成等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[1]。1，2-二氯苯的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有很強(qiáng)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(yàn)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。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

超聲波清洗器(SK7210HP型，上海科導(dǎo))；磁力攪拌器(JB-1B，上海雷磁)；pH計(jì)(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。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

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(shí)驗(yàn)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，確保活性自由基猝滅，反應(yīng)終止。通過液相色譜分析水樣中的1，2-二氯苯含量。

1.3 分析條件

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(jìn)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 ℃。

2 結(jié)果及討論

2.1 Fe(0)投加量對1，2-二氯苯去除率的影響

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。

2.2 過硫酸鹽投加量對1，2-二氯苯去除率的影響

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。

2.3 初始pH值對1，2-二氯苯去除率的影響

2.4 不同體系1，2-二氯苯去除率及動力學(xué)分析

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(jìn)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(shí)驗(yàn)。

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。

3 結(jié)論

1) 超聲波強(qiáng)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(dá)到了91.1%。

2) 不同體系的對比實(shí)驗(yàn)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。