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KMnO4-O3协同氧化降解地下水中低含量硝基苯

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【中文关键词】高锰酸钾  臭氧  硝基苯  羟基自由基  氧化降解  
【摘要】利用KMnO4-O3体系的协同氧化作用处理低含量硝基笨,研究KMnO4-O3体系氧化降解NB的效果,分析O3和KMnO4不同投加量和不同pH等对NB降解效果的影响,以及对O3和KMnO4-O3体系氧化除污染效能进行了比较
【部分正文预览】

结果表明,KMnO4能促进O3分解产生大量羟基自由基(·OH)活性基团,从而使KMnO4-O3体系比单独O3对地下水中NB的去除率提高了约37个百分点.在氧化反应12min、pH=6.0、KMnO4和O3分别投加0.8和1.0mg·L^-1时,KMnO4-O3体系氧化降解NB的去除率可达95%以上.该法处理工艺经济易行,不会产次生环境问题。
 
正文:

硝基苯 (NB)是普遍存在的难降解有机污染物,是一种常用的化工原料,也是工业上制备苯胺和苯胺衍生物的重要原料,同时被广泛用于橡胶、杀虫剂、染料以及药物的生产。这些行业的生产废水中含有大量NB,排入水体后会造成很大的毒害作用,也危害着人们的身体健康,属于我国确定的 58种优先控制的有毒化学品之一和美国 EPA优先控制污染物。

目前对 NB污染防治研究多集中于工业水和地表水,并且多以处理含有高含量 NB的有机废水为目标 。然而 ,在生产过程中因泄漏、违规操作或发生事故等诸多原因必然也会造成局部地下水污染。因此对地下水的防护同样应该引起人们 的重视,尤其是一些 以地下水为饮用水源的城市和地区,这方面的研究更是刻不容缓。因此,研究开发应用于大规模地下水处理中的新型水处理工艺,有效去除地下水中低含量难降解有机物 ,已成为当务之急。

近年来,臭氧 (03)化技术在处理高色度、难降解、具有生物毒性的废水方面得到了广泛的关注。该方法具有高效、廉价、选择性小等特点,可利用反应中产生的羟基 自由基 (·OH)来裂解并氧化有机污染物,使有机物降解以至完全矿化。但硝基的吸电子作用使得苯环钝 化,一般 的氧化剂很难直接氧化NB,即使是氧化性很强的 与 NB的反应速率常数也仅为 0.09L·mol--·s.-【”。因此 O3氧化去除 NB必须结合其它工艺,以产生氧化性更强的·OH。·OH与 NB的反应速率常数为 3.9x10L·mol-·S。圆。

目前 ,有关低含量水平下的 NB在地下水环境中的污染防治研究成果还不多见。高锰酸钾与臭氧化 (KMnO4-O )联合工艺,还鲜见相关文献报道。本研究应用 KMHO4-O3体系来进行 NB的化学氧化降解 ,采用间歇反应器 ,分析地下水低含量难降解有机物 N-B的氧化降解机理与效能,为工程实践提供理论依据和试验基础 。

 

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