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2008.5.21 穩定性二氧化氯應用研究──除廢水中酚 (點閱 : 3022 次)
 
穩定性二氧化氯應用研究
──除廢水中酚
馮美卿 史蘭香 李 惠
摘 要 通過實驗,測定了在標准苯酚中用不同體積分數的二氧化氯,在不同溫度、作用不同時間后的除酚效果,得出在25 ℃左右,達到排污標准最佳條件為φ(ClO2)為1/10 000,作用時間為3∼4 h,φ(ClO2)為1.5/10 000,2∼3 h﹔在35 ℃左右,相應1/10 000時為2∼3 h﹔這樣含酚廢水不必做質量濃度上的特殊處理,可根據溫度不同調整二氧化氯體積分數和作用時間。并根據此結果測定了不同φ(ClO2)除廢水中酚的實際效果。結果顯示,此法適于含酚較低的廢水除酚和作為含酚較高的廢水的三級處理。
關鍵詞 二氧化氯應用﹔廢水處理﹔含酚廢水
《中國圖書資料分類法》分類號 O 613
  
收稿日期:1997-11-13﹔修回日期:1998-06-08﹔責任編輯:陳玉堂
  穩定性二氧化氯的研究始于20世紀60年代,70年代起已被廣泛應用。美國、加拿大、德國等發達國家正在積極開發、研究其應用。在我國,其應用研究還剛剛起步。
  二氧化氯是一種橙黃色、有刺激性氣味、易爆炸的氣體。穩定性二氧化氯是將生產的二氧化氯氣體穩定在惰性溶液中的液體,無色、無毒,使用時先酸化即可,既方便又高效。穩定性二氧化氯以其優良的特性,近年來已被廣泛應用,如以其優良的漂白和氧化作用,作為高效漂白劑,用于造紙等行業﹔以其高效的殺菌能力作為高效消殺劑用于很多部門的殺菌消毒﹔以其保鮮的功能用于多種食品的保鮮存貯﹔更被廣泛地用于飲用水、游泳池水的淨化、污水處理、空氣清新、冰箱除臭等﹝1﹞。本文介紹的是二氧化氯除廢水中的酚。二氧化氯不僅能將酚類物質氧化后除去,而且不會生成氯化產物──雙聯氯酚,也不會引起臭味,且對COD的去除率也很高。
1 實驗部分
1.1 儀器和試劑﹝2﹞
  儀器:鈉氏比色管、753-紫外可見分光光度計、恆溫水浴箱、10 nm比色皿。
  試劑:硫代硫酸鈉標准滴定液(0.012 5 mol/L)、苯酚標准貯備液(0.943 8 g/L)、氨水-氯化銨緩沖液、質量分數為2%的4-氨基安替比林液、質量分數為8%的鐵氰化鉀液、含酚廢水、穩定性二氧化氯。
1.2 分析方法﹝2﹞
  采用4-氨基安替比林直接光度法,其原理為酚類化合物于pH值為10.0±0.2的介質中在鐵氰化鉀存在下,與4-氨基安替比林反應,生成橙紅色的 酚安基比林染料,其水溶液在510 nm處有最大吸光度。
1.3 苯酚液標准曲線的繪制﹝2﹞
  在一組8支50mL的比色管中,分別加入0,0.50,1.00,3.00,7.00,10.00,12.50 mL的苯酚標准液,加水至刻度線,加0.5mL緩沖液,搖勻,加4-氨基安替比林溶液1.0mL,混勻,再加1.0mL鐵氰化鉀溶液,充分混勻后,放置10min,立即用10nm的比色皿,以水作參比,于510 nm處測量吸光度,作標准曲線,見圖1。

圖1 苯酚標准液吸收曲線
1.4 用二氧化氯除去標准酚液中的酚
  穩定性二氧化氯,pH值為8.5,體積分數為2.12%,使用前先用稀鹽酸酸化為游離的二氧化氯而發揮作用,將酚標准液稀釋至約10mg/L,將酸化后的二氧化氯稀釋成不同濃度加到苯酚標准液中,在不同溫度下,放置不同時間,測定溶液中酚的質量濃度,根據除酚結果,確定最佳除酚條件。
2 結果與討論
2.1 不同體積分數的二氧化氯及放置時間對除酚效果的影響
    將酸化后的二氧化氯稀釋成不同的體積分數,加入到苯酚標准液中,放置不同時間,測定吸光度,在標准曲線上查相應的酚的質量濃度,結果見表1。
  二氧化氯除酚為氧化反應,由表1可看出,二者一接觸即進行反應,但短時間內低體積分數二氧化氯達不到排污標准,需經2∼3 h后才達到排污標准。二氧化氯體積分數愈高,達到排污標准所需時間愈短。
表1 不同φ(ClO2)在20 ℃作用不同時間后的酚含量
時間/h φ(ClO2)/×10-6
0 50 90 120 150 180 220 270
0.5 9.90 7.75 5.95 4.01 3.19 2.31 1.89 1.22
1.0 9.88 6.09 4.12 2.60 2.08 1.46 0.80 0.71
1.5 9.88 4.56 2.60 1.06 0.87 0.60 0.43 0.40
2.5 9.84 3.32 1.83 0.49 0.35 0.27 ─ ─
3.5 9.80 2.08 1.09 0.40 ─ ─ ─ ─
  注:一級排污標准酚的質量濃度為0.5 mg/L﹝2﹞,“─”表示已達到排污標准后不再測定

2.2 溫度對除酚效果的影響
  將酸化后的二氧化氯稀釋成不同體積分數,加入到標准酚液中,不同溫度下,放置不同時間,測酚的質量濃度,結果見表2。
  由表2可以看出,隨著溫度的升高,最初反應加快,即酚的質量濃度明顯降低,但反應到一定程度,體系內φ(ClO2)降低,反應減慢,因而達到排放標准所需時間并未明顯縮短,但所需φ(ClO2)減少,25 ℃以下φ(ClO2)=1×10-4達到排放標准需3∼4h,φ(ClO2)=1.5×10-4則需2∼3h,35℃左右,φ(ClO2)=1×10-4時,需2∼3h。因而排出的廢水不必作溫度上的特殊處理,可根據具體溫度調整濃度和作用時間。
  此外,從表2還可看出,最初酚的質量濃度下降很快,以后,隨
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