论文部分内容阅读
2-巯基苯并噻唑（2-Mercaptobenzothiazole，简称MBT）作为橡胶行业的硫化促进剂、选矿行业的浮选捕收剂、分析行业的金属腐蚀抑制剂等被广泛应用到工业生产的过程中。近年来，在工业、生活和市政污水中均有被检测出，由于MBT属于难以降解的持久性有机污染物，其潜在的致癌性、致突变性，使其在环境中的存在及处理引起了广泛的社会关注。目前，国外开始了关于废水中残留的MBT的去除研究，但报道较少，而国内关于这方面的研究更是鲜有报道。 本论文以臭氧作为氧化剂，2-巯基苯并噻唑作为目标污染物，研究2-巯基苯并噻唑的臭氧氧化分解条件及机理。首先通过单因素和正交试验考察了臭氧氧化分解模拟废水中MBT的影响因素及其效能，并且建立了臭氧氧化模拟废水中MBT的动力学模型。然后利用GC/MS分析MBT臭氧氧化分解的中间产物，依此推导出氧化分解路径。主要结论如下: (1)单因素和正交试验结果表明:影响臭氧氧化作用的主次顺序为反应时间＞臭氧通入量＞MBT初始浓度＞pH，臭氧氧化模拟废水中MBT的最佳工艺条件为:MBT初始浓度50mg/L，pH=10，臭氧通入量5g/h，在该条件下，臭氧氧化10min，MBT的去除率达到100％，COD的去除率15％，TOC的去除率是20％，表明MBT虽然完全分解，但未被彻底矿化，生成中间产物。随着时间的延长，臭氧氧化60min后，COD的去除率可达到87.1％，说明可以进一步分解中间产物。 (2)动力学试验结果表明:当pH=10，臭氧通入量5g/h时，改变MBT初始浓度(50mg/L、100mg/L、200mg/L)，反应动力学符合一级反应动力学模型，其常数k分别为-0.1885min-1、-0.2782min-1、-0.1654min-1,相关系数R2分别为0.987、0.985、0.970，对应的一级反应动力学方程分别为Ct=e-0.1885t+3.912、Ct=e-0.2782t+4.605、Ct=e-0.1654t+5.298。当MBT初始浓度为50mg/L，臭氧通入量5g/h时，改变pH值(4、7、10)，一级反应动力学常数k分别为-0.1991min-1、-0.2582min-1、-0.4005min-1,相关系数R2分别为0.969、0.998、0.993,对应的一级反应动力学方程分别为Ct=e-0.1991t+4.605、Ct=e0.2582t+4.605、Ct=e-0.4005t+4.605。当pH=10，MBT初始浓度为50mg/L时，改变臭氧通入量(1g/h、3g/h、5g/h)，对应的一级反应动力学常数k分别为-0.0515min-1、-0.1323min-1、-0.2582 min-1,相关系数R2分别为0.991、0.968、0.985,对应的一级反应动力学方程分别为Ct=e-0.0515t+4.605、Ct=e-0.1323t+4.605、Ct=e-0.2582t+4.605。 MBT臭氧氧化分解产物的GC/MS分析结果表明，MBT的氧化分解路径为:首先2-巯基苯并噻唑分解为苯并噻唑和2-羟基苯并噻唑，随后氧化为苯酚，苯酚进一步氧化为芳香酯类有机物，最后苯环开环，氧化为低分子量化合物。