過(guò)硫酸鉀去除水中的TCE

摘要：以地水中的氯代烴污染物三氯乙烯(TCE)為目標污染物,以過(guò)硫酸鉀溶液為氧化劑,探討了不同條件下過(guò)硫酸鉀對TCE的去除效果。實(shí)驗結果表明,在40℃,過(guò)硫酸鉀初始濃度為2.43 g/L條件下,反應2 h后,TCE的去除率就可達到96.8%;過(guò)硫酸鉀對TCE的去除符合一級反應動(dòng)力學(xué)方程,速率常數(K)為1.3364 h-1,半衰期(t1/2)為0.51 h;過(guò)硫酸鉀對TCE的去除速率在pH為中性附近時(shí)最大,其后無(wú)論pH升高或降低去除速率均減小; 受溫度和pH影響較明顯,并且反應溫度越高,受pH的影響越明顯;隨離子強度的增加而減小;反應活化能為119.6 kJ/mol;過(guò)硫酸鉀溶于水生成過(guò)硫酸根離子(S2O82-),S2O82-會(huì )進(jìn)一步生成硫酸根自由基(SO4-·),在堿性條件下,SO4-·與OH-反應會(huì )進(jìn)一步生成羥基自由基(·OH)。過(guò)硫酸鉀對于TCE的去除主要源自SO4-·和·OH的強氧化性。

隨著(zhù)工農業(yè)的發(fā)展，氯代烴類(lèi)有機化合物對生態(tài)環(huán)境和人體健康的影響日益嚴重，氯代烴的污染治理已成為研究的熱門(mén)領(lǐng)域。目前國內外研究去除氯代烴的主要方法包括：活性炭吸附、空氣吹脫法、微生物降解法、金屬及雙金屬還原法，以及高級氧化法。

活性炭吸附法和空氣吹脫法僅僅能將氯代烯烴從液相或氣相轉移到固相，并不能將氯代烴無(wú)害化。微生物降解法對于工業(yè)裝置中的高濃度的氯代污染物很難適用，并且微生物的培養、馴化和提取要經(jīng)歷一個(gè)漫長(cháng)而復雜的過(guò)程，難以大規模的推廣和工業(yè)化。金屬法是使用還原性較強的物質(zhì)可以使TCE、DCE等氯代有機物脫氯轉化為危害性較少的烴類(lèi)。雙金屬還原有機氯代烴的機理是純鐵還原與催化加氫相結合。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

這2種方法去除氯代烴的速度較快但處理費用比較高，難以普及。高級氧化技術(shù)處理被氯代烴污染的水體有速度快、去除徹底等優(yōu)點(diǎn)，但應用成本較高，在經(jīng)濟不發(fā)達地區難以推廣應用。此外，有時(shí)反應劇烈難以控制、反應條件比較苛刻，難以形成工業(yè)規模。而過(guò)硫酸鹽應用于環(huán)境污染治理，則是國外發(fā)展起來(lái)的新領(lǐng)域。

國外學(xué)者對采用過(guò)硫酸鹽作為氧化劑治理地下水、土壤和沉積物有機污染做了大量的研究。研究發(fā)現，過(guò)硫酸鹽是現場(chǎng)化學(xué)氧化技術(shù)（ISCO）治理地下水、土壤和沉積物有機污染的有效的氧化劑，它所具有的對污染物選擇性小且有良性終產(chǎn)物硫酸鈉，不易產(chǎn)生二次污染的特點(diǎn)使其成為有前景的化學(xué)氧化技術(shù)。

目前國外研究較多的是用Fe2+催化過(guò)硫酸鹽氧化去除氯代烴（TCE），而國內用過(guò)硫酸鉀去除TCE的研究相對較少。本實(shí)驗采用過(guò)硫酸鉀溶液作為氧化劑，通過(guò)間歇反應實(shí)驗，對目標污染物三氯乙烯TCE進(jìn)行了去除效果及動(dòng)力學(xué)的研究，對過(guò)硫酸鉀去除TCE效果的影響因素和熱力學(xué)條件進(jìn)行了研究和探討，以期為將來(lái)的實(shí)際工程應用提供理論依據。

1材料與方法

1.1試劑與設備

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