氯酚廢水處理研究進(jìn)展.pdf

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1、氯酚廢水處理研究進(jìn)展竇玉香姜亞飛黃詩(shī)蔚(天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，天津300380)摘要：氯酚是環(huán)境中常見(jiàn)的污染物，本文介紹了從物理、化學(xué)、生物三個(gè)方面介紹了廢水中氯酚去除方法以及研究進(jìn)展，并探討了其未來(lái)發(fā)展。關(guān)鍵詞：氯酚；廢水；研究進(jìn)展世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的今天，環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重，難降解的有機(jī)物的處理成為了環(huán)境治理的難點(diǎn)，氯酚等有機(jī)氯代物是其中的典型代表。大多數(shù)氯酚具有三致效應(yīng)，會(huì)長(zhǎng)期保留在環(huán)境中，想要降解十分困難。然而，氯酚類(lèi)化合物在很多工業(yè)生活中有著廣泛的應(yīng)用，例如防腐劑，殺蟲(chóng)劑，除草劑，造紙等。這樣就導(dǎo)

2、致了氯酚污染物不斷的進(jìn)入環(huán)境當(dāng)中。因此，氯酚問(wèn)題的解決有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文將介紹系統(tǒng)氯酚的處理方法。1物理法1．1吸附法物理脫氯可以利用吸附劑對(duì)污染物的處理，有成本低、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，能對(duì)較高濃度的污染物進(jìn)行修復(fù)，應(yīng)用較為廣泛?；钚蕴?、天然沸石、黏土等一些廉價(jià)易得的吸附劑有著較高的比表面積和吸附性能，是使用頻率很高的材料。還能對(duì)活性炭的表面進(jìn)行物理或化學(xué)的改性，來(lái)增加其吸性能，提高去除效果。1．2超聲波降解法超聲空化是超聲波降解氯代有機(jī)物的主要?jiǎng)恿?，在空化過(guò)程中，不僅可以產(chǎn)生有強(qiáng)氧化性的自由基，同時(shí)有著高溫?zé)?/p>

3、解的作用，還存在著能使瞬態(tài)超臨界水加速氧化的可能性。目前主要是用高溫?zé)峤鈦?lái)降解易揮發(fā)的氯代有機(jī)物，而難揮發(fā)或不揮發(fā)的氯代有機(jī)物主要是靠自由基氧化來(lái)降解。2生物脫氯法一些真菌、細(xì)菌、藻類(lèi)或原生生物等微生物產(chǎn)生的各種酶將氯代有機(jī)物降解為無(wú)害物質(zhì)，生物法處理氯代有機(jī)物相比于處理其他有機(jī)物困難的地方在于氯原子改變了化合物的結(jié)構(gòu)特性，因此研究氯取代基的脫除是非常重要的。生物脫氯法的機(jī)理主要分為氧化脫氯法和還原脫氯法。2．1氧化法常規(guī)化學(xué)氧化法通常用于一般濃度的氯代有機(jī)污染物，常溫常壓下用強(qiáng)氧化劑凈化污染物。對(duì)于芳香族氯代有機(jī)物

4、有著先開(kāi)環(huán)再脫氯的方法，即在好氧微生物的酶的作用下使苯環(huán)打開(kāi)，然后再進(jìn)行脫氯；和先脫氯再開(kāi)環(huán)的方法，即在水解酶的作用下先脫掉氯取代基再使苯環(huán)打開(kāi)。但是氧化法有可能產(chǎn)生毒性更大的副產(chǎn)物，而且價(jià)格昂貴，不太適用于實(shí)際工程中。微生物還原脫氯是在厭氧或無(wú)氧條件下由于酶的作用使氫取代氯，逐一脫氯成低氯產(chǎn)物或者被礦化成一氧化碳和甲烷的過(guò)程。3化學(xué)法3．1化學(xué)還原法化學(xué)還原法主要是通過(guò)化學(xué)試劑與氯代有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)達(dá)到降解氯代有機(jī)物的目的，其中主要方法是金屬還原法。金屬還原法分為零價(jià)金屬還原法及鐵系金屬還原法3．1．1零價(jià)金

5、屬還原法零價(jià)金屬對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，因此運(yùn)用零價(jià)金屬降解氯代有機(jī)物成了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的研究課題，其中零價(jià)鐵為代表性金屬。以零價(jià)鐵作為還原劑時(shí)，高氯代有機(jī)物可以被降解，然而，零價(jià)鐵在處理氯代有機(jī)物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致溶液的pH升高，因而生成沉淀物，容易阻塞容器或隔離反應(yīng)物，阻止反應(yīng)的進(jìn)行。除了限制了反應(yīng)條件，零價(jià)金屬與氯代有機(jī)物反應(yīng)可能會(huì)產(chǎn)生劇毒的中間產(chǎn)物，因此還需要做進(jìn)一步的研究。3．1．2鐵系金屬還原法此法主要利用鐵與氯代物的直接反應(yīng)，其次為Fe2+的氧化性使得一部分有機(jī)物脫氯，也可在厭氧條件下利用有效催化劑將鐵與水反應(yīng)生成的氫氣用來(lái)

6、還原氯代有機(jī)物。也可將金屬還原與催化劑加氫相結(jié)合形成雙金屬還原脫氯法，使用一些對(duì)反應(yīng)中氫氣的轉(zhuǎn)移有著重作用的加氫金屬催化劑，與鐵腐蝕產(chǎn)生的氫氣結(jié)合成強(qiáng)還原性物質(zhì)來(lái)還原氯代有機(jī)物，這種催化劑有著較大的比表面積，以及反應(yīng)活性高等特點(diǎn)，對(duì)反應(yīng)還有著良好的催化作用。3．2電化學(xué)還原法電化學(xué)脫氯方法可分為兩種：間接和直接電還原法。直接電還原是指污染物直接從電極上得到電子而發(fā)生還原脫氯反應(yīng)。水體中還會(huì)發(fā)生一些副反應(yīng)，其中主要的是析氫反應(yīng)，因此用直接電還原法脫氯時(shí)，需要研發(fā)一種有著較高析氫電位的陰極材料。脫氯的難易程度與氯原子數(shù)量

7、有關(guān)，如果氯原子數(shù)目少，脫氯的還原電位的負(fù)值會(huì)很大，從而影響反應(yīng)進(jìn)行。”1間接電還原是利用電化學(xué)過(guò)程中生成的氧化源媒質(zhì)或水溶液中生成的活潑氫原子將污染物還原脫氯。此法是利用電化學(xué)來(lái)使得氯代有機(jī)物脫氯降解的新方法，相比于其他方法，電化學(xué)還原法反應(yīng)不是特別劇烈，有著控制簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、可實(shí)施性高、污染少甚至無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，成為了一種新型的脫氯方法。而電極材料對(duì)于反應(yīng)中氯離子的降解歷程和降解效果是有著非常重要的作用的，因此需要選擇活性高的陰極材料。3．2．1單一廉價(jià)金屬電極鎳、銅等可作為低析氫電位電極，因?yàn)槠鋬r(jià)格低廉，在早期

8、有著很好的應(yīng)用，但也有著析氫電位過(guò)低的缺點(diǎn)，只能部分脫氯不能完全脫除，產(chǎn)生的低氯代物毒性更高；汞、鋅、鉛等高析氫電位電極有著價(jià)格便宜且性能優(yōu)良的特點(diǎn)，在氯代有機(jī)物脫氯反應(yīng)中有著廣泛的應(yīng)用，低電位下的原理是電催化加氫，高電位下的原理是直接電還原?！?但與鉑系金屬相比其電催化效果還是不太理想，且電極容易在反應(yīng)中被腐蝕，生成的金屬有機(jī)物對(duì)環(huán)境有較大污