高浓度邻苯二甲酸二甲酯废水如何处理

　　摘要：Cu2+可以与H2O2发生类Fenton反应，用Fenton法处理同时含有难降解有机物和Cu2+的工业废水时，Cu2+对于Fenton氧化难降解有机物的反应具有促进作用。本实验在高浓度邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和Cu2+组成的模拟工业废水中投加Fenton试剂(Fe2++H2O2)，利用Cu2+辅助Fe2+催化Fenton反应氧化难降解有机物。通过正交实验，优选反应条件，并进行单因素实验，分析不同Cu2+浓度、初始H2O2浓度、H2O2：Fe2+(摩尔比)、pH及温度对DMP去除率的影响，以确定比较佳的反应条件，并对反应机理进行了初步探讨。当Cu2+浓度为10 mg/L、DMP浓度为250 mg/L、初始H2O2的浓度为499.5 mg/L、H2O2：Fe2+的摩尔比为4：1、温度为20℃时，DMP的去除率比较高可达到98.67%。本研究为类芬顿法处理难降解有机物和重金属离子共存的复杂工业废水奠定了基础。

　　邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate，DMP)为无色透明微黄色油状液体，稍有芳香味。目前，该物质作为增塑剂(软化剂)被广泛应用。由于DMP与塑料主体结构间并非以化学键相结合，在塑料制品的使用过程中，会不断释放到周围环境中，且DMP水溶性较强，易进入水体中。在生物体中，DMP具有雌性荷尔蒙的作用，是一种内分泌干扰素，能在生物体内富集，影响生物体的正常生殖发育。我国环境监测总站和美国环境保护局均将DMP列为水中优先控制污染物。而在工业废水处理中，普通的生物法难以降解高浓度的DMP，高级氧化技术则是处理DMP等环境激素的有效方法。

　　冶炼、金属加工、电镀及机器制造等行业排放的含铜废水是造成水体铜污染的重要原因。同时，具有塑料生产和金属电镀等行业的工业园区产生的废水中，常存在着DMP和重金属Cu2+共存的情况。因此，寻求一种能够处理同时含这2种污染物的污水的方法值得深入研究。

　　传统Fenton反应的机理为H2O2在Fe2+的存在下，分解生成具有强氧化能力和亲电子性的羟基自由基(.OH)，.OH能够高效氧化降解水中的有机物。

　　Cu2+对于Fenton氧化具有促进作用，国内外研究人员普遍认为，在Fenton体系中加入适量的Cu2+，能促进.OH的产生，从而提高反应体系对有机物的去除。笔者结合广州某工业园的废水情况，模拟了一种含Cu2+的高浓度DMP废水，对- Cu2+催化作用下的Fenton法处理高浓度DMP废水开展了系列研究。

　　1实验材料与方法

　　1.1试剂与仪器

　　高效液相色谱仪(Techcomp，LC 2130，shang-hai，china)、紫外分光光度计(TU1810，Universal A-nalysis，Beijing，China)、混凝试验搅拌仪(MY3000-6B，武汉市梅宇仪器有限公司)、转子搅拌器、电子天平(FA1104，上海恒平科学仪器有限公司)、集热式恒温加热磁力搅拌器(DF-101S，巩义市玉华仪器有限责任公司)。

　　实验药剂均为分析纯，高浓度的DMP溶液(A液，含250MG/L的DMP)、CuSO4.5H2O溶液(B液，7.81G/L)、H2O 2(有效物质含量30%)、FeSO4.7H2O。

　　1.2实验方法

　　1.2.1配制模拟工业废水

　　(1)构建同时含有重金属Cu2+与有机物DMP的工业废水。在常温、常压下，取200mL B液置于500mL的烧杯中，加入1mL B液，混合搅拌均匀，得到模拟工业废水，使模拟工业废水中Cu2+的初始浓度为10MG/L，并检测所得到的废水的PH。

　　(2)取A液2mL加入到试管中，稀释到10mL，以备检测DMP初始浓度。

　　1.2.2 Fenton反应过程

　　(1)投加一定量的FeSO4.7H2O，达到实验所需浓度，放置在混凝实验搅拌仪上，搅拌均匀后，再投加H2O2至所需浓度，搅拌均匀，进行Fenton反应。

　　(2)从加入H2O2起开始计时，搅拌条件下反应60min，转速250r/min。

　　1.2.3测定方法'

　　(1)Fenton反应60min时，取2mL水样置于试管中，用高效液相色谱仪检测DMP的浓度，考察DMP去除情况，采用的流动相为乙腈：水=50:50，检测波长采用276nm。

　　(2)用双环己酮草酰二腙分光光度法检测重金属Cu2+的去除情况，检测波长为600nm。所有测试均依据水质检测标准方法，进行=次测试取平均值。

　　2结果与讨论

　　2.1正交实验

　　正交实验选择溶液中初始H2O2浓度、H2O2：Fe2+的摩尔比、Cu2+浓度作为实验的影响因素，判断=个因素对体系的影响作用大小排序。每个影响因素选择=个有代表性的水平(见表1)。

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