O3-H2O2降解印染污泥中多環(huán)芳烴的機(jī)理研究.pdf

1、印染廢水經(jīng)過A/O工藝處理后雖能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但剩余污泥中仍會殘留大量有毒有害的污染物，如重金屬、苯系物、多環(huán)芳烴(Poycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)等，對人體和生物存在潛在的危害。從源頭削減這類物質(zhì)，降低其對生物的風(fēng)險(xiǎn)，已成為當(dāng)前亟待解決的問題。
　　基于源頭削減控制原則，本研究采用O3/H2O2聯(lián)合工藝對印染污泥中的PAHs進(jìn)行降解處理。以污泥中典型PAHs:芴、菲、蒽、二苯并蒽作為研究

2、對象，通過單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)曲面法分析考察了O3流量、pH、反應(yīng)時(shí)間、H2O2投加量、抑制劑、O2濃度等主要因素對印染污泥中PAHs降解效果的影響，確定最佳降解條件。在此基礎(chǔ)上通過動力學(xué)擬合模型和粒徑分析探討了O3/H2O2降解印染污泥中PAHs的動力學(xué)及協(xié)同機(jī)理，為O3/H2O2去除印染污泥PAHs技術(shù)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　O3流量、pH、反應(yīng)時(shí)間、H2O2的添加量、抑制劑等對印染污泥中PAHs的氧化降解均有顯著性

3、的影響。H2O2(7.5 mL)的添加，能顯著提高O3體系中芴、菲、蒽、二苯并蒽的降解率，芴、菲、蒽、二苯并蒽的降解率分別提高了6％、27％、21％、5％。
　　利用響應(yīng)曲面法得出O3/H2O2降解印染污泥中PAHs的最佳條件為:O3流量0.40L/min，反應(yīng)時(shí)間15min，pH=7,H2O29mL，此時(shí)芴、菲、蒽、二苯并蒽的去除率分別為88％、85％、71％、81％;響應(yīng)曲面表明較高的O3流量和較長的反應(yīng)時(shí)間有利于芴的降解，卻

4、不利于菲、蒽、二苯并蒽的降解。
　　以氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣的條件下，芴、菲、蒽的去除率最高，30min時(shí)分別達(dá)到72％、81％、82％，而氧氣充足條件下30min時(shí)去除率分別僅為57％、69％、67％，而二苯并蒽在氧氣充足環(huán)境下去除率最高，30min時(shí)達(dá)到68％，而以氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣的條件下30min時(shí)僅為52％。向O3/H2O2體系中通入氮?dú)?，可以顯著提高芴、菲、蒽的降解效率，而通入氧氣可以顯著提高二苯并蒽的降解效率。
　　O3/H2

5、O2降解印染污泥中PAHs的動力學(xué)符合偽一級反應(yīng)動力學(xué)(R2=0.9955)。O3/H2O2降解四種選擇的PAHs的機(jī)理存在差異。利用異丙醇進(jìn)行猝滅實(shí)驗(yàn)，異丙醇顯著抑制芴、菲和蒽的降解行為，表明芴、菲和蒽可直接降解，也可由·OH引發(fā)間接降解，而二苯并蒽只存在直接降解途徑。
　　在復(fù)雜的印染污泥體系中，O3/H2O2降解印染污泥中PAHs的協(xié)同機(jī)制并不是二者的簡單疊加，H2O2的添加有利于提高體系O3的傳質(zhì)系數(shù)和·OH濃度。同時(shí)H2