摘要：Cu2+可以與H2O2發(fā)生類Fenton反應，用Fenton法處理同時含有難降解有機物和Cu2+的工業(yè)廢水時，Cu2+對于Fenton氧化難降解有機物的反應具有促進作用。本實驗在高濃度鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)和Cu2+組成的模擬工業(yè)廢水中投加Fenton試劑(Fe2++H2O2)，利用Cu2+輔助Fe2+催化Fenton反應氧化難降解有機物。通過正交實驗，優(yōu)選反應條件，并進行單因素實驗，分析不同Cu2+濃度、初始H2O2濃度、H2O2：Fe2+(摩爾比)、pH及溫度對DMP去除率的影響，以確定比較佳的反應條件，并對反應機理進行了初步探討。當Cu2+濃度為10 mg/L、DMP濃度為250 mg/L、初始H2O2的濃度為499.5 mg/L、H2O2：Fe2+的摩爾比為4：1、溫度為20℃時，DMP的去除率比較高可達到98.67%。本研究為類芬頓法處理難降解有機物和重金屬離子共存的復雜工業(yè)廢水奠定了基礎(chǔ)。
鄰苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate，DMP)為無色透明微黃色油狀液體，稍有芳香味。目前，該物質(zhì)作為增塑劑(軟化劑)被廣泛應用。由于DMP與塑料主體結(jié)構(gòu)間并非以化學鍵相結(jié)合，在塑料制品的使用過程中，會不斷釋放到周圍環(huán)境中，且DMP水溶性較強，易進入水體中。在生物體中，DMP具有雌性荷爾蒙的作用，是一種內(nèi)分泌干擾素，能在生物體內(nèi)富集，影響生物體的正常生殖發(fā)育。我國環(huán)境監(jiān)測總站和美國環(huán)境保護局均將DMP列為水中優(yōu)先控制污染物。而在工業(yè)廢水處理中，普通的生物法難以降解高濃度的DMP，高級氧化技術(shù)則是處理DMP等環(huán)境激素的有效方法。
冶煉、金屬加工、電鍍及機器制造等行業(yè)排放的含銅廢水是造成水體銅污染的重要原因。同時，具有塑料生產(chǎn)和金屬電鍍等行業(yè)的工業(yè)園區(qū)產(chǎn)生的廢水中，常存在著DMP和重金屬Cu2+共存的情況。因此，尋求一種能夠處理同時含這2種污染物的污水的方法值得深入研究。
傳統(tǒng)Fenton反應的機理為H2O2在Fe2+的存在下，分解生成具有強氧化能力和親電子性的羥基自由基(.OH)，.OH能夠高效氧化降解水中的有機物。
Cu2+對于Fenton氧化具有促進作用，國內(nèi)外研究人員普遍認為，在Fenton體系中加入適量的Cu2+，能促進.OH的產(chǎn)生，從而提高反應體系對有機物的去除。筆者結(jié)合廣州某工業(yè)園的廢水情況，模擬了一種含Cu2+的高濃度DMP廢水，對- Cu2+催化作用下的Fenton法處理高濃度DMP廢水開展了系列研究。
1實驗材料與方法
1.1試劑與儀器
高效液相色譜儀(Techcomp，LC 2130，shang-hai，china)、紫外分光光度計(TU1810，Universal A-nalysis，Beijing，China)、混凝試驗攪拌儀(MY3000-6B，武漢市梅宇儀器有限公司)、轉(zhuǎn)子攪拌器、電子天平(FA1104，上海恒平科學儀器有限公司)、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(DF-101S，鞏義市玉華儀器有限責任公司)。
實驗藥劑均為分析純，高濃度的DMP溶液(A液，含250MG/L的DMP)、CuSO4.5H2O溶液(B液，7.81G/L)、H2O 2(有效物質(zhì)含量30%)、FeSO4.7H2O。
1.2實驗方法
1.2.1配制模擬工業(yè)廢水
(1)構(gòu)建同時含有重金屬Cu2+與有機物DMP的工業(yè)廢水。在常溫、常壓下，取200mL B液置于500mL的燒杯中，加入1mL B液，混合攪拌均勻，得到模擬工業(yè)廢水，使模擬工業(yè)廢水中Cu2+的初始濃度為10MG/L，并檢測所得到的廢水的PH。
(2)取A液2mL加入到試管中，稀釋到10mL，以備檢測DMP初始濃度。
1.2.2 Fenton反應過程
(1)投加一定量的FeSO4.7H2O，達到實驗所需濃度，放置在混凝實驗攪拌儀上，攪拌均勻后，再投加H2O2至所需濃度，攪拌均勻，進行Fenton反應。
(2)從加入H2O2起開始計時，攪拌條件下反應60min，轉(zhuǎn)速250r/min。
1.2.3測定方法'
(1)Fenton反應60min時，取2mL水樣置于試管中，用高效液相色譜儀檢測DMP的濃度，考察DMP去除情況，采用的流動相為乙腈：水=50:50，檢測波長采用276nm。
(2)用雙環(huán)己酮草酰二腙分光光度法檢測重金屬Cu2+的去除情況，檢測波長為600nm。所有測試均依據(jù)水質(zhì)檢測標準方法，進行=次測試取平均值。
2結(jié)果與討論
2.1正交實驗
正交實驗選擇溶液中初始H2O2濃度、H2O2：Fe2+的摩爾比、Cu2+濃度作為實驗的影響因素，判斷=個因素對體系的影響作用大小排序。每個影響因素選擇=個有代表性的水平(見表1)。
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