羟基自由基处理水源地突发性有机污染物的动力学分析.doc

羟基自由基处理水源地突发性有机污染物的动力学分析

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摘 要
羟基自由基法在处理难降解有机物方面具有独特的优势，现已成为水处理领域的研究热点之一。采用羟基自由基环境污染物应急处理设备，以苯酚为模拟污染物进行理论和实验研究，用高效液相色谱仪分析饮用水经羟基自由基降解后的中间产物，推测羟基自由基降解苯酚的反应途径。同时设计单因素实验，对苯酚进行处理，以苯酚的降解率来评价苯酚的处理效果，并对羟基自由基降解苯酚进行反应动力学分析，为饮用水突发性有机环境污染物治理提供一定的理论和试验依据。研究结果如下：
（1）用高效液相色谱仪分析模拟苯酚废水氧化降解的中间产物，以保留时间作为定性依据，从而确定实验条件下苯酚氧化降解的中间产物。实验结果表明，苯酚氧化降解的中间产物为间苯二酚、对苯二酚、对苯醌及顺-丁烯二酸及其他酸类物质。推测羟基自由基降解苯酚的反应途径为：苯酚
对苯二酚+间苯二酚 对苯醌 顺丁烯二酸等酸类物质 二氧化碳+水。
（2）同时进行处理量为1.5t/h的羟基自由基处理水源地水质突变饮用水中苯酚的试验研究，在苯酚浓度为0.984mg/L，羟基比溶液浓度为2.54mg/L，温度22.8℃，pH值不变的条件下，废水中苯酚的质量浓度从0.984mg/L降至0.02mg/L，降解率高达98%。
（3）用直接代入法研究该工艺下羟基自由基降解苯酚的反应动力学。直接代入法研究结果表明：采用羟基自由基氧化降解工艺，苯酚的降解基本符合一级反应动力学，其相关系数 ，反应速率常数 。实验还发现：苯酚降解的反应速率常数随着羟基比溶液浓度（0.50～2.48mg/L）和溶液温度（14.2～31.7℃）的增大而提高，而随着苯酚的初始质量浓度（0.492～3.279mg/L）的增大而减小，即反应速率常数分别与羟基比溶液的浓度和温度成正相关，与苯酚的初始质量浓度成负相关。

关键字：羟基自由基；苯酚；中间产物；动力学；反应速率常数