臭氧氧化去除水中吲哚類(lèi)含氮污染物實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、焦化廢水廠(chǎng)出水、污水廠(chǎng)出水以及受生活污水污染的自然水體中吲哚類(lèi)化合物均有檢出。由于其與稀釋的氯或氯胺溶液反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生氯代芳香烴類(lèi)或含氮雜環(huán)類(lèi)的消毒副產(chǎn)物已經(jīng)引起了關(guān)注。目前對(duì)于吲哚類(lèi)物質(zhì)的研究多集中于新型物質(zhì)的合成應(yīng)用,對(duì)于這類(lèi)物質(zhì)在水環(huán)境污染及其去除的相關(guān)研究較少。
　　本課題選擇了四種具有代表性的吲哚類(lèi)化合物:吲哚(Indole)、3-甲基吲哚(3-Methylindole)、L-色氨酸(L-Tryptophan)、蘆竹堿(G

2、ramine)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上建立了四種目標(biāo)物單獨(dú)、混合分析測(cè)定方法;考察了單獨(dú)臭氧氧化條件下對(duì)四種物質(zhì)單獨(dú)、混合液的去除效能;考察了影響臭氧氧化吲哚及3-甲基吲哚的去除效能的相關(guān)影響因素并測(cè)定了相關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù),其中影響因素包括反應(yīng)體系pH、水質(zhì)背景、反應(yīng)體系溫度、自由基抑制劑等因素,動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定了臭氧分子與吲哚、3-甲基吲哚的直接反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)、表觀反應(yīng)速率常數(shù)。
　　用臭氧與目標(biāo)物的摩爾濃度比p([O3]0/

3、[M]0)來(lái)描述臭氧對(duì)目標(biāo)物的去除效能,隨著p值的增大,各個(gè)目標(biāo)物的去除率逐漸增大,去除各種物質(zhì)的最佳摩爾比分別為:吲哚p=0.42、色氨酸p=0.52、3-甲基吲哚p=0.74、蘆竹堿p=1.04。臭氧氧化混合液時(shí)四種物質(zhì)降解的順序?yàn)?-甲基吲哚、吲哚、L-色氨酸、蘆竹堿。
　　對(duì)于吲哚,直接反應(yīng)的速率常數(shù)kO3In=77.30L/(mol·s),在中性條件下,表觀速率常數(shù)kIn為103數(shù)量級(jí),OH-對(duì)于氧化反應(yīng)的促進(jìn)或抑制作用

4、并不明顯;對(duì)于3-甲基吲哚,直接反應(yīng)速率常數(shù)kO33-MIn=833.30L/(mol·s),在中性條件下其表觀速率常數(shù)k3-MIn也為103數(shù)量級(jí),OH-的作用亦不明顯。對(duì)于反應(yīng)體系pH的考察發(fā)現(xiàn),隨著pH的升高,反應(yīng)的去除效能降低,間接證明臭氧分子的直接反應(yīng)是氧化反應(yīng)中的主導(dǎo)反應(yīng);自由基抑制劑的加入僅使反應(yīng)效能有小幅降低,表明·OH雖參與了氧化反應(yīng),但對(duì)于去除率的貢獻(xiàn)很小;溫度的提升對(duì)反應(yīng)既有促進(jìn)作用也有抑制作用,溫度在5℃～35℃