摘要：Cu2+可以與H2O2發(fā)生類Fenton反應(yīng)，用Fenton法處理同時(shí)含有難降解有機(jī)物和Cu2+的工業(yè)廢水時(shí)，Cu2+對(duì)于Fenton氧化難降解有機(jī)物的反應(yīng)具有促進(jìn)作用。本實(shí)驗(yàn)在高濃度鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)和Cu2+組成的模擬工業(yè)廢水中投加Fenton試劑(Fe2++H2O2)，利用Cu2+輔助Fe2+催化Fenton反應(yīng)氧化難降解有機(jī)物。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選反應(yīng)條件，并進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，分析不同Cu2+濃度、初始H2O2濃度、H2O2：Fe2+(摩爾比)、pH及溫度對(duì)DMP去除率的影響，以確定比較佳的反應(yīng)條件，并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步探討。當(dāng)Cu2+濃度為10 mg/L、DMP濃度為250 mg/L、初始H2O2的濃度為499.5 mg/L、H2O2：Fe2+的摩爾比為4：1、溫度為20℃時(shí)，DMP的去除率比較高可達(dá)到98.67%。本研究為類芬頓法處理難降解有機(jī)物和重金屬離子共存的復(fù)雜工業(yè)廢水奠定了基礎(chǔ)。
鄰苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate，DMP)為無(wú)色透明微黃色油狀液體，稍有芳香味。目前，該物質(zhì)作為增塑劑(軟化劑)被廣泛應(yīng)用。由于DMP與塑料主體結(jié)構(gòu)間并非以化學(xué)鍵相結(jié)合，在塑料制品的使用過(guò)程中，會(huì)不斷釋放到周圍環(huán)境中，且DMP水溶性較強(qiáng)，易進(jìn)入水體中。在生物體中，DMP具有雌性荷爾蒙的作用，是一種內(nèi)分泌干擾素，能在生物體內(nèi)富集，影響生物體的正常生殖發(fā)育。我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站和美國(guó)環(huán)境保護(hù)局均將DMP列為水中優(yōu)先控制污染物。而在工業(yè)廢水處理中，普通的生物法難以降解高濃度的DMP，高級(jí)氧化技術(shù)則是處理DMP等環(huán)境激素的有效方法。
冶煉、金屬加工、電鍍及機(jī)器制造等行業(yè)排放的含銅廢水是造成水體銅污染的重要原因。同時(shí)，具有塑料生產(chǎn)和金屬電鍍等行業(yè)的工業(yè)園區(qū)產(chǎn)生的廢水中，常存在著DMP和重金屬Cu2+共存的情況。因此，尋求一種能夠處理同時(shí)含這2種污染物的污水的方法值得深入研究。
傳統(tǒng)Fenton反應(yīng)的機(jī)理為H2O2在Fe2+的存在下，分解生成具有強(qiáng)氧化能力和親電子性的羥基自由基(.OH)，.OH能夠高效氧化降解水中的有機(jī)物。
Cu2+對(duì)于Fenton氧化具有促進(jìn)作用，國(guó)內(nèi)外研究人員普遍認(rèn)為，在Fenton體系中加入適量的Cu2+，能促進(jìn).OH的產(chǎn)生，從而提高反應(yīng)體系對(duì)有機(jī)物的去除。筆者結(jié)合廣州某工業(yè)園的廢水情況，模擬了一種含Cu2+的高濃度DMP廢水，對(duì)- Cu2+催化作用下的Fenton法處理高濃度DMP廢水開展了系列研究。
1實(shí)驗(yàn)材料與方法
1.1試劑與儀器
高效液相色譜儀(Techcomp，LC 2130，shang-hai，china)、紫外分光光度計(jì)(TU1810，Universal A-nalysis，Beijing，China)、混凝試驗(yàn)攪拌儀(MY3000-6B，武漢市梅宇儀器有限公司)、轉(zhuǎn)子攪拌器、電子天平(FA1104，上海恒平科學(xué)儀器有限公司)、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(DF-101S，鞏義市玉華儀器有限責(zé)任公司)。
實(shí)驗(yàn)藥劑均為分析純，高濃度的DMP溶液(A液，含250MG/L的DMP)、CuSO4.5H2O溶液(B液，7.81G/L)、H2O 2(有效物質(zhì)含量30%)、FeSO4.7H2O。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1配制模擬工業(yè)廢水
(1)構(gòu)建同時(shí)含有重金屬Cu2+與有機(jī)物DMP的工業(yè)廢水。在常溫、常壓下，取200mL B液置于500mL的燒杯中，加入1mL B液，混合攪拌均勻，得到模擬工業(yè)廢水，使模擬工業(yè)廢水中Cu2+的初始濃度為10MG/L，并檢測(cè)所得到的廢水的PH。
(2)取A液2mL加入到試管中，稀釋到10mL，以備檢測(cè)DMP初始濃度。
1.2.2 Fenton反應(yīng)過(guò)程
(1)投加一定量的FeSO4.7H2O，達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需濃度，放置在混凝實(shí)驗(yàn)攪拌儀上，攪拌均勻后，再投加H2O2至所需濃度，攪拌均勻，進(jìn)行Fenton反應(yīng)。
(2)從加入H2O2起開始計(jì)時(shí)，攪拌條件下反應(yīng)60min，轉(zhuǎn)速250r/min。
1.2.3測(cè)定方法'
(1)Fenton反應(yīng)60min時(shí)，取2mL水樣置于試管中，用高效液相色譜儀檢測(cè)DMP的濃度，考察DMP去除情況，采用的流動(dòng)相為乙腈：水=50:50，檢測(cè)波長(zhǎng)采用276nm。
(2)用雙環(huán)己酮草酰二腙分光光度法檢測(cè)重金屬Cu2+的去除情況，檢測(cè)波長(zhǎng)為600nm。所有測(cè)試均依據(jù)水質(zhì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法，進(jìn)行=次測(cè)試取平均值。
2結(jié)果與討論
2.1正交實(shí)驗(yàn)
正交實(shí)驗(yàn)選擇溶液中初始H2O2濃度、H2O2：Fe2+的摩爾比、Cu2+濃度作為實(shí)驗(yàn)的影響因素，判斷=個(gè)因素對(duì)體系的影響作用大小排序。每個(gè)影響因素選擇=個(gè)有代表性的水平(見表1)。
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