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1、中山大学学报(自然科学版)第37卷 第4期ACTASCIENTIARUMNATURALIUMVol137No141998年 7月UNIVERSITATISSUNYATSENIJul11998X氧化絮凝复合床水处理新技术的研究朱锡海 陈卫国 范 娟 熊英健(中山大学化学与化学工程学院,广州510275)摘 要 提出了氧化絮凝复合床水处理新技术.由复合床内的两个主电极之间充填高效、无毒而廉价的颗粒状专用材料、催化剂(或催化手段)及一些辅助剂构成.在一定的物理化学操作条件下,废水中的污染物会发生如催化氧化分解、混凝、吸咐、络合、置换等作用而迅速被去除.以含苯酚和三氯乙
2、醛模拟废水为研究对象,研究了这种水处理新技术去除废水中有机物的机理,主要是基于生成H2O2并迅速产生羟基自由基对水中有机物的强氧化作用.用自旋捕集ESR法测出了在复合床处理废水过程中不断产生的·OH.最后对城市生活污水、印染和医药等实际工业废水进行了处理试验,均取得满意的结果.关键词 氧化絮凝复合床,水处理,新技术分类号 X506有机污染物种类繁多,不少难于生化降解,尤其“三致”有机污染物,由于在水体中-9浓度低至10级对人类健康危害仍很大.因此对于这类毒性大,浓度高且难于生化降解的有机废水处理已是当前世界水处理领域的热点.80年代末,随着有机电化学理论研究的深
3、入,证实不少有机物的氧化还原、加成或分解都可在电极上进行,是去除水中有机污染物很有发展潜力的新方法,并被誉为“清洁处理法”.对一些成份复杂、生物难降解的有机废水,用生物法或一般物理化学方法处理难于[1]奏效,而电解法则有可能获得较好的结果.比较国内外有机废水众多的处理技术,从经济和技术统一的观点考虑,认为电解法和催化氧化法均有巨大的潜力.因此,从三维电极的基本原理出发,巧妙配以催化氧化技术,构成一种新的很具特式的氧化絮凝复合床水处理技术.这种充分利用一些已有的原理和技术进行“巧妙的组合”达到1+1>2的目的,以求获得更佳效果的方法也是当前学术和工业领域的新思想.
4、这种新技术是根据水中需要去除污染物的种类和性质,在两个主电极之间充填高效、无毒而廉价的颗粒状专用材料、催化剂(或催化手段)及一些辅助剂,组成去除某种或某一类有机或无机污染物最佳复合填充材料作为粒子电极,将它们置于结构为方型或圆型的复合床内.当需要处理的废水流经氧化絮凝复合床装置时,在一定的操作条件下,装置内便会产生一定数量的羟基自由基和新生态的混凝剂.这样废水中的污染物便会发生诸如催化氧化分解、混凝、吸咐、络合、置换等作用,使废水中的污染物迅速被去除.X广东省科委“九五”攻关资助项目收稿日期:1998201212 朱锡海,男,59岁,教授©1995-2005T
5、singhuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第4期 朱锡海等:氧化絮凝复合床水处理新技术的研究811 实验部分111 实验装置自制,如图1所示.112 主要仪器和试剂11211 主要仪器 自制直流脉冲电源,ICAP29000电感偶合等电子炬原子发射光谱仪(TGA公司),GCQ2气相色谱2质谱联用仪(GC2MS)(FNNIGN公司),JES2图1OFR实验装置示意图REIX电子顺磁共振(ESR)仪(岛津公司),5DXFT2红Fig11Apparatusdiagram外光谱oftheOFR(I
6、R)仪(NICOLET公司),UV2240分光光度计.11212 主要试剂 5,52二甲基212吡咯啉2氮2氧化物(DMPO),w(DMPO)>99%,Fluda公司.113 实验方法11311 含苯酚、三氯乙醛模拟废水的配制 取一定量无色苯酚或三氯乙醛以蒸馏水配成贮备液,置于冰箱4℃下可稳定15d以上.使用时用蒸馏水稀释到所需的浓度.苯酚试验溶液浓度为100mgöL,三氯乙醛试验溶液浓度为500mgöL.11312 实验操作方法 取适宜粒径的复合填料用稀H2SO4洗涤,再用蒸馏水冲洗干净后滤干,最后将此填料均匀填充于复合床体中.加入待处理的模拟废水,通入压缩空
7、气后再接通电源,调节电压至所需值,反应一定时间即可取样进行分析.114 分析方法11411 苯酚、三氯乙醛及分解产物的测定[2](1)42氨基安替吡啉光度法测定苯酚,吡唑铜光度法测定三氯乙醛.(2)苯酚模拟废水的实验处理样品用分光光度计作扫描吸收曲线;用GC2MS作分解产物分析.(3)三氯乙醛模拟废水实验处理样品经过滤后,滤渣在100℃烘干2h,留作IR分析.滤液用6molöLNaOH调节pH为12,用2×30mLCH2Cl2萃取.水相弃去,合并有机相,用适量无水Na2SO4干燥,用K2D浓缩器浓缩到1mL,作IR和GC2MS分析.处理废水实验的填料用3×60m
8、LCH2Cl2冲洗,同样
