紫外和紫外/H2O2去除苯并三唑效能研究

论文摘要

苯并三唑（Benzotriazole,BTA）是一种广泛适用的工业和家庭添加剂,近年来,经常在机场的排水和金属铜的加工厂排水中被检测出。它难以被传统的无水处理工艺去除,可生物降解性低,具有潜在的致癌致突变性,所以,逐渐引起国外的注意,特别是欧美发达国家的关注。在国内,有关于BTA的合成工艺报道有很多,但是关于去除方法及去除效能的研究却极罕见。本课题采用UV和UV/H2O2技术降解苯并三唑,考查两种工艺的去除率、影响因素及反应动力学。并确定了采用高效液相色谱（HPLC）法测定BTA的含量。对于UV单独处理BTA,考查了pH值、紫外光辐射强度、重碳酸盐碱度、羟基自由基抑制剂、无机离子以及腐殖酸对其反应去除率的影响。同时,建立了反应的动力学模型,确定了反应动力学参数,并确定了以表观速率常数K代替实际中不易求得的一些参数,来表征反应速率。发现单独UV处理时,去除率受pH值影响较大,但与羟基自由基无关。不同pH值下的去除率变化与臭氧处理趋势不同。pH值越低,UV对BTA的去除率越高。表观速率常数K从0.5135降至0.0352,表观速率常数K与pH值呈线性关系。去除率随紫外光强度降低而降低,当向水中投加重碳酸盐碱度时,去除率开始有所上升,碱度达到500mg/L时,去除率又有所下降。常见无机离子对去除率几乎没影响。叔丁醇投加量的增加,去除率也有所增加。腐殖酸对去除有明显的抑制作用。对于UV/H2O2处理BTA,确定了BTA与H2O2的投配比,以保证去除效果达到最优化。测定在H2O2与BTA投配比5:1的条件下,去除率达到最优化。同样考查了pH值、紫外光辐射强度、重碳酸盐碱度、羟基自由基抑制剂、无机离子以及腐殖酸对其反应去除率的影响。确定了pH=5为最佳反应pH值。叔丁醇对反应有明显的抑制作用。碱度对反应有明显的抑制作用。其余影响因素皆与UV处理时大致相同。确定了以表观速率常数K′来表征反应速率。发现UV/H2O2处理时,受pH值和羟基自由基影响较大,并通过反应动力学的计算,来证明了实验的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 我国水资源形势和水体污染情况
• 1.2 UV技术的发展动态
• 1.2.1 高级氧化简介
• 1.2.2 UV高级氧化技术简介
• 2O₂高级技术简介'>1.2.3 UV/H₂O₂高级技术简介
• 1.3 课题研究来源和内容
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 苯并三唑概述
• 1.3.3 苯并三唑的污染现状
• 1.3.4 苯并三唑的检测方法研究现状
• 1.3.5 课题研究内容
• 第2章 实验材料和方法
• 2.1 实验试剂
• 2.1.1 苯并三唑试剂
• 2.1.2 磷酸盐缓冲溶液
• 2.1.3 1 过氧化氢标准溶液
• 2.1.4 叔丁醇标准溶液
• 3^-标准溶液'>2.1.5 HCO₃^-标准溶液
• 4^2-、Cl^-和NO₃^-标准溶液'>2.1.6 SO₄^2-、Cl^-和NO₃^-标准溶液
• 2.1.7 腐殖酸
• 2.1.8 铬酸洗液的配制
• 2.2 仪器的洗涤
• 2.2.1 反应器
• 2.2.2 样品瓶的洗涤
• 2.2.3 其他玻璃容器
• 2.3 实验设备
• 2.3.1 紫外反应器
• 2.3.2 紫外辐射计
• 2.3.3 电子分析天平
• 2.3.4 精密PH计
• 2.3.5 HPLC
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 苯并三唑检测方法研究
• 2.4.2 标准曲线及浓度计算公式
• 2.4.3 方法精密度、准确度及检出限
• 第3章 UV去除苯并三唑的效能与反应动力学研究
• 3.1 最佳反应时间的确定
• 3.2 紫外去除苯并三唑影响因素研究
• 3.2.1 pH值的影响
• 3.2.2 紫外光强度的影响
• 3.2.3 羟基自由基抑制剂的影响
• 3.2.4 碱度的影响
• 3.2.5 水中其他常见无机阴离子的影响
• 3.2.6 腐殖酸的影响
• 3.3 紫外去除苯并三唑动力学研究
• 3.3.1 反应动力学模型的建立
• 3.3.2 动力学参数的确定
• 3.3.3 不同pH值情况下的反应动力学计算
• 3.3.4 不同紫外辐射强度下的动力学计算
• 3.3.5 不同碱度时的动力学计算
• 3.4 本章小节
• 2O₂去除苯并三唑的效能与反应动力学研究'>第4章 UV/H₂O₂去除苯并三唑的效能与反应动力学研究
• 4.1 反应条件的确定
• 4.1.1 最佳反应时间的确定
• 2O₂ 浓度的确定'>4.1.2 目标物与H₂O₂浓度的确定
• 4.2 pH值的影响
• 4.3 紫外光强度的影响
• 4.4 羟基自由基捕获剂的影响
• 4.5 碱度的影响
• 4.6 水中其他常见无机离子的影响
• 4.7 腐殖酸的影响
• 2O₂去除苯并三唑动力学研究'>4.8 UV/H₂O₂去除苯并三唑动力学研究
• 2O₂去除苯并三唑动力学参数的确定'>4.8.1 UV/ H₂O₂去除苯并三唑动力学参数的确定
• 2O₂去除苯并三唑的动力学计算'>4.8.2 对UV/H₂O₂去除苯并三唑的动力学计算
• 4.8.3 不同羟基抑制剂浓度下的动力学计算
• 4.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢