模拟苯酚废水高级氧化降解与测定初探

廉拓+杨年生+于越+黄冬平+庞雅莉

摘要：本实验对国标HJ 503-2009有关苯酚浓度的测定方法做了一些改进，同时考察了高级氧化法及无机物的协同作用对苯酚去除效果的影响。结果表明，苯酚标准贮备液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L的标定用约

0.025 mol/l NaSO标准溶液较合适，浓度在2～40mg/l范围的苯酚溶液用紫外分光光度法测定具有可行性且较为合适。us/O处理方式对苯酚的去除有一定的作用，无机物的加入增强了us/o协同氧化降解苯酚废水的效果，提高了苯酚去除率。在超声波频率为59KHz，功率315w下先超声30min，再us/O协同处理以6mg/min流量通臭氧30分钟，氯化镁的质量0.1g条件下，可使10mg/l苯酚废水的苯酚去除率提高到92%。

关键词：苯酚；氯化镁；超声；臭氧

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）15-0229-02

即使浓度低于10mg/L的苯酚溶液，若用于养殖或农田浇灌，会造成鱼类死亡，庄家枯死。若用氯消毒饮水，即使其中酚浓度仅为0.02 mg/L时，也会产生氯酚臭。长期饮用被酚污染的水，可引起头昏、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状。鉴于低浓度苯酚溶液就可造成如此严重后果，本课题组成员模拟10mg/L的苯酚废液进行研究。水体中苯酚含量的测定方法主要有4-氨基安替比林分光光度法、溴化滴定法、气相色谱法等。上述方法不是烦琐费时，就是操作复杂，难度大。根据文献，浓度在5～15mg/l范围的苯酚溶液用紫外分光光度法测定具有可行性且较为合适[1]。但使用该法一个重要前提是需对苯酚标准贮备液浓度进行标定。本实验对国标HJ 503-2009有关苯酚浓度的测定方法做了一些改进[2]。本实验采用目前最有实用价值的高级氧化技术来处理模拟的低浓度苯酚废水，初步探讨了无机盐对超声/臭氧协同作用降低废水中苯酚浓度的影响，效果明显。此方面的研究尚未见报道，有一定创新性。

一、实验部分

1.仪器。UV-7504紫外分光光度计、SK8200LH双频数显超声波清洗器、锐智臭氧发生器等。

2.试剂。苯酚标准贮备液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L：称取1.00 g精制苯酚，溶解于去离子水，移入1 000 ml棕色容量瓶中，用去离子水稀释至标线。按HJ 503-2009附录A进行标定。置冰箱内冷藏。模拟苯酚废液ρ（C6H5OH）=10.0 mg/L：取适量酚标准贮备液用水稀释至100 ml容量瓶中，使用时当天配制。0.025 mol/ lNaSO标准溶液的配制：称取6.2g五水硫代硫酸钠，溶于煮沸放冷的水中，加入0.2g NaCO，溶解后移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，得到约0.025 mol/l NaSO标准溶液。硫代硫酸钠（AR）、浓硫酸（AR）、碘酸钾（AR）、氯化镁（AR）、淀粉指示剂。

3.实验部分。①苯酚标准贮备液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L的标定。苯酚废水处理与测定的关键是需要对苯酚标准贮备液的浓度进行标定。按照HJ 503-2009，用0.0125 mol/l NaSO标准溶液标定1.00 g/L的苯酚，则NaSO标准溶液的用量将近80毫升，大大超过50毫升滴定管的规格，NaSO标准溶液需两次到入，操作烦琐而且引入较大误差，故本实验拟用0.025 mol/l NaSO标准溶液来标定1.00 g/L的苯酚标准贮备液。②0.025 mol/l NaSO标准溶液的标定（GB7489-87）。用滴定管移取50ml上述NaSO标准溶液定容至100ml容量瓶，使其浓度稀释为原来的。在锥形瓶中用100～150ml的水溶解约0.5g的碘化钾，加入5ml 2mol/l的硫酸溶液，混合均匀，加入20.00ml标准碘酸钾溶液，稀释至约200ml，立即用上述稀释后的硫代硫酸钠溶液滴定释放出的碘，当接近滴定终点时，溶液呈浅黄色，加一滴淀粉指示剂，再滴定至完全无色，依上述方法测定三次。③模拟苯酚废液的测定方法：紫外分光光度法，在中性环境下，苯酚在紫外光区的最大吸收波长λmax=270nm。④标准曲线的拟合：从1.00g/l苯酚标准贮备液取25ml定容至250ml容量瓶中，移取1ml、2ml、4ml、10ml、20ml稀释后的苯酚溶液分别放入50ml容量瓶中，并定容至刻度线，贴标签，摇匀，以去离子水为参比于270nm测定吸光度。⑤模拟苯酚废水的氧化降解：高级氧化技术。苯酚去除率按下式计算：去除率=×100%，A、A分别为处理前、处理后的吸光度。本研究超声条件：频率59KHz，功率315w；臭氧流量：6mg/min。（1）研究不同超声/臭氧协同法去除苯酚的影响。研究不同超声、臭氧协同方式对模拟苯酚废水的去除率的影响。（2）研究氯化镁对超声/臭氧法去除苯酚的影响。添加氯化镁，对比研究超声、臭氧协同方式对模拟苯酚废水去除率的影响。

二、结果与讨论

1.苯酚标准贮备液ρ（C6H5OH）≈1.00 g/L及

NaSO标准溶液的浓度。标定苯酚标准贮备液的浓度是0.934g/l， d=0.05%；NaSO标准溶液的浓度是0.0270mol/l，极差0.02。

2.标准曲线的线性范围。吸收度值A对浓度

c（mg/l）的回归方程为A=0.0163C-0.0005，R=0.9999，表明苯酚浓度在2～40mg/l线性关系良好。

3.超声/臭氧不同方式对模拟苯酚废水去除率的影响。超声可以提供臭氧在水溶液的溶解速度，并促进臭氧分解成更有活力的自由基。以不同的协同方式处理，结果见表1。

由表1可知，不同的超声/臭氧协同方式，对10mg/l的模拟苯酚废水苯酚的去除均有效果，先超声30min后，再us/O 30min去除率远高于仅us/O 30min。可能是因为瞬时空化作用产生的局部高温高压促使水分子裂解产生H.和氧化能力强的OH.自由基及苯酚化学键的断裂及不断地被自由基氧化，且超声强化臭氧会增大OH.浓度。同时协同处理时间越长，提供热解的能量越高，故先超声30min后，再us/O 30min降解效果较好。

4.氯化镁的添加量及超声、通臭氧方式的影响。在不同氧化镁添加量下，分别进行了us/O 30分钟及先超声30min后，再us/O30分钟的处理。结果如表2所示。

结果显示无机物氯化镁的加入，提高了协同法降解苯酚。可能是因为盐提高了苯酚直接进到超声空化泡的浓度，增大被热解的几率，从而提高苯酚的去除率。去除效果随着氯化镁的增加而下降，当MgCl2的最佳添加量是0.1g，先超声30min后，再us/O 30分钟，效果要稍优于仅us/O 30分钟，可使苯酚去除率由85%提高到92%。

三、结论

参考文献：

[1]段柏华，钟宏.用紫外分光光度法测定苯酚[J].贵州环保科技，1999，5（4）：26.

[2]廖建萍，于珊.苯酚浓度标定中硫代硫酸钠标液浓度改进[J].铁道劳动安全卫生与环保，1999，26（4）：266-267.endprint