Fe2+强化UV/H2O2降解水中喹啉的研究

陈莉荣，于楷伦，谷振超

(内蒙古科技大学 能源与环境学院，内蒙古 包头 014010)

喹啉(QL)是一种典型的含氮杂环化合物，在煤化工废水二级生化出水中含量较多，属于难生物降解有机污染物[1-3]。高级氧化技术是一种高效的水处理技术[4]，其中紫外光活化过氧化氢(UV/H2O2)工艺具有良好的应用前景[5-6]。研究表明，在UV/H2O2基础上联合过渡金属活化技术可组成过渡金属强化UV/H2O2工艺，如在UV/H2O2体系中加入适量的亚铁离子(Fe2+)可提高UV/H2O2的氧化速率[7]。

本实验采用UV活化H2O2工艺降解水中的喹啉，接着向反应体系中加入Fe2+，对比UV/H2O2和Fe2+/UV/H2O2两种体系对喹啉降解效果的影响，研究结果以期为实际工程去除废水中的喹啉提供参考。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

七水合硫酸亚铁、过氧化氢(质量分数为30%)、氢氧化钠、喹啉(纯度≥98%)、硫酸、硫代硫酸钠均为分析纯。

ZQ-GHX-Ⅱ型光化学反应仪(仪器内部石英冷阱内装有汞灯光源，功率300 W)；UV180G型紫外可见分光光度计；TOC-V CPN型TOC分析仪；GWA-UN1-20型超纯水机；PHS-3C型精密酸度计。

1.2 水样配制

用去离子水自配喹啉模拟废水(初始浓度C0=15 mg/L，TOC0=14.98 mg/L，原液pH=7.01)，常温下保存不超过24 h。

1.3 实验方法

实验均在图1所示的光化学反应仪中进行，紫外光照强度(I0)=8.96 mW/cm2，反应温度为 25 ℃。实验时，取200 mL配制的喹啉溶液于光反应器中，投加一定量的H2O2溶液，同时开启恒温磁力搅拌器和紫外灯开关，紫外灯预热2 min后开始计时，分别在0，2，5，8，10，15，20，30，50，60 min时取样 10 mL，随即加入50 μL硫代硫酸钠终止反应，测定溶液中剩余喹啉浓度。本实验分别进行不同H2O2投加量和不同溶液初始pH值(用0.1 mol/L硫酸和0.1 mol/L氢氧化钠调节溶液的pH值)对UV/H2O2工艺降解喹啉效果的影响，并考察不同浓度的亚铁离子(Fe2+)强化UV/H2O2工艺对喹啉去除率和矿化率的影响。……