腐殖物质的存在对氧化反应器效率影响

腐殖物质的存在对氧化反应器效率影响 农药使用在我国正逐渐增加，饮用水的面源污染的影响逐渐增加，成为给水处理面临的 非常困难的问题。杀虫剂具有高稳定性，难以生物降解，难以氧化的代理。即使伟大能力农 药在水中的氧化反应器氧化分解效率也是非常有限的，例如，直接单独臭氧化只能让阿特拉 津10 - 20%。电化学高级氧化产品是一种新型的除污染，使用过程中氧化自由基的氧化能力 强，加强分解有机污染物在水中的稳定性高，是一种非常有前途的技术除了污染。 发现某些过渡金属离子或氧化物对臭氧具有良好的催化作用，从而提高臭氧对水中有机 污染物的氧化分解效率。本文比较两种不同形态的催化剂对水中去除效果，并探讨水中的天 然有机成分对氧化反应器氧化除污染效率的影响规律。腐殖物质一方面是自由基的引发剂和 促进剂，另一方面又是自由基的抑制剂。因而探讨腐殖物质对氧化反应器氧化特性的影响， 对于系统地评价催化氧化工艺对水中高稳定性有机污染物的去除效能有重要意义。 腐殖物质对氧化反应器氧化效率影响 腐殖物质是天然水中的主要一类有机物，其浓度从几 mg/L 到几十 mg/L。众所周知，这 些腐殖物质与臭氧反应，并对臭氧氧化过程有复杂的影响。腐殖物质是具有多种官能团的大 分子缩合物质，含有羧酸、酚羟基、羰基等多种官能团，因而腐植物质分子中必然含有许多 不同的反应点，简言之，它们含有许多直接参与反应的活性点，有引发臭氧分解导致羟基自 由基生成的部位，有促进链式反应的部位和可使链式反应终止的部位。这样，腐殖物质既可 以作为自由基的引发剂 、促进剂，又可以作为自由基的终止剂。据报道，当腐殖物质存在 时，对改善臭氧去除莠去津的效果是十分明显的，其腐殖物质的浓度为小于4mg/L，最适宜 的浓度为1mg/L(DOC)。这样，我们就可以得出结论：莠去津最大的降解过程是由于有羟基自 由基参与反应，该反应中臭氧与腐殖物质的反应机理是羟基自由基的引发和促进过程，而不 是抑制过程，更不是臭氧直接氧化过程。 在各种试验条件下，水中剩余臭氧浓度的变化情况。腐殖物质的存在使水中剩余臭氧浓 度降低，这是臭氧和腐殖物质直接反应的结果，并且很可能是腐殖物质促进水中臭氧分解， 引发了自由基生成。从图4可以看出，催化剂 B 的存在也使水中臭氧分解，从而导致强氧化 性中间介质的生成(因为莠去津的分解效率显著提高)。水溶液中催化剂 A 的存在要比催化剂 B 存在时剩余臭氧的浓度低得多，这是因为催化剂在由 A 形态向 B 形态转化过程中可能还会 消耗一些臭氧。 为腐殖物质浓度对氧化反应器氧化降解莠去津效率的影响。可以看出，对于两种形态的 催化剂，较高浓度的腐殖物质将导致莠去津降解效率降低。低浓度腐殖物质主要形成引发剂 和促进剂，从而强化莠去津的催化氧化;而高浓度的腐殖物质则要消耗自由基，导致氧化反 应器氧化工艺对莠去津的分解效率降低。从试验结果看，腐殖物质的浓度对于两种催化剂分 解水中莠去津效率的影响是非常相近的。该现象说明两种形态的催化剂对于莠去津的催化氧 化分解具有同样的机理。 3. 结论 少量的催化剂可以显著提高臭氧跟踪阿特拉津的去除效果。腐殖物质的存在对氧化反应 器氧化去除阿特拉津有显著影响。低浓度的腐殖质物质可以更高效的氧化反应器氧化，但当 腐殖物质的高浓度，腐殖质物质对阿特拉津去除不良影响。结果表明，低浓度的腐殖质物质 和即时催化剂可以促进臭氧的分解形成，引发了羟基自由基生成，当腐殖物质的低浓度和催 化剂同时存在，但也有积极的协同作用。当高浓度的腐殖质物质，抑制自由基是主要的影响， 降低了催化氧化分解阿特拉津的效果。