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将油漆廢水原水和經預處理之後的出水進行氣相色譜檢測,從色譜圖中可以看出反應前後油漆廢水中有機物的吸收峰變化明顯,在保留時

作者:桑榆知晚音

将油漆廢水原水和經預處理之後的出水進行氣相色譜檢測,從色譜圖中可以看出反應前後油漆廢水中有機物的吸收峰變化明顯,在保留時間為5min到10min處的吸收峰顯著降低,表明其所對應的有機物被有效去除,但在保留時間為20min處的峰高和峰面積略有變大,同時也能觀察到反應後有一些新的峰出現。

總體來看反應後油漆廢水中有機污染物的種類和含量均明顯下降,且有新成分出現,這是由于反應過程中産生了大量的自由基,它們在氧化降解有機物大分子的過程中,通過攻擊大分子物質的化學鍵使其斷鍊分解形成新的小分子物質和中間産物,是以看到一些新的峰出現和個别峰的面積增大。

針對色譜圖中反應前後變化明顯的峰進行質譜分析,将它們的質荷比分離後進行檢測,再和譜庫(NIST17-1.lib)中的物質進行比對搜尋,通過相似度檢測比對之後确定離子的化合物組成,表中列出了各個有機污染物的名稱和它們在反應前後的峰面積與峰面積占比情況。

按照各有機物成分的出峰時間将表中的物質進行排列,發現各個有機物的出峰時間與其自身分子量有一定的規律,最先被檢測到的有機物其結構都相對簡單并且分子量偏小,而結構更為複雜并且分子量大的有機物,往往都靠後才被檢測出來,這是因為不同分子量的物質在毛細柱裡面的流動速度不同,分子量小的流動速度快,分子量大的流動速度慢,導緻他們流經整個色譜柱的時間不一樣。

對比反應前原水和反應後出水的色譜圖可以觀察到,前6~10min中的物質基本被降解消除,靠後出峰的有機高分子特征峰消失,這說明催化反應中原水中的有機高分子污染物也被去除了。

對上述表中的有機物進行分類,反應前後各個物質的占比變化情況,從表中的分類結果來看,芳香烴以及部分烴的衍生物在反應前後占比顯著降低,例如原水中經檢測濃度很高的1,4-苯二甲酸,鄰苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸二甲酯、對苯二甲酸二甲酯,11-十甲基-5-(三甲基矽氧基)六矽氧烷和9-十八碳烯酸(Z)-甲酯等物質都被降解掉,反應後的水樣中均未被檢出,矽氧烷類和鍊烴類物質也出現不同程度的減少,但是脂環烴、酯類、酮類物質的峰面占比出現上升。

這是因為有機物中的苯環在自由基的作用下開環分解,化學鍵例如C=C也被自由基攻擊斷裂,反應過程中醇類和酸類物質可能發生酯化反應生成酯類物質,是以處理後的水樣中酯類物質的峰面占比上升。

根據GC-MS檢測結果,對有機物中的芳香烴及其衍生物的降解路徑做出可能性推測,以鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)為例,研究其降解路徑。

反應體系中由于存在PMS,在催化劑和電催化反應的作用下産生SO4-∙和∙OH,在他們的氧化作用下,DMP的兩條側鍊上失去甲氧基産生水楊酸,發生縮合,或者一側側鍊上的C=O鍵被攻擊斷裂,生成羟基化中間産物,在自由基的不斷攻擊下,側鍊上的C-O鍵也被打開,生成鄰苯二甲酸單甲酯,接着環化形成鄰苯二甲酸酐,最終被礦化降解。

另一條降解路徑可能為DMP首先發生加成反應生成中間産物,然後自由基攻擊這些中間産物上的苯環,開環後形成分子量較小的鍊,例如醇類、酯類和酸類,這也解釋了出水中檢測到了1-丙醇、3,5-二甲基-1,6-庚二烯-4-醇、2-丁醇,3-甲氧基、丙酸,2,3-二羟基等物質。

最終這些小分子物質都會在自由基的不斷作用下降解成無機鹽、CO2和H2O。

廢水中一般含有大量的溶解性有機物(DOM),主要包括兩類物質:一類代表物質有腐殖酸和富裡酸等,此類物質在水樣中較為穩定,難于去除;另一類代表物質有氨基酸、脂肪酸和烴類等,此類物質易于被微生物利用分解。

是以DOM也是一個重要的水質評價名額。為了研究钴改性菱鐵礦電催化PMS體系對油漆廢水預處理前後DOM的變化情況,本小節對原水和100min反應後的出水進行三維熒光光譜進行測試,通過研究油漆廢水在特定激發波長與發射波長範圍内的熒光強度,對水樣中DOM的變化進行分析。

油漆廢水原水與經預處理後出水的3D-EEM原水圖譜中有兩個明顯的峰,一個處于λEX/λEM=226/299nm處,熒光特征峰信号很強,标記為峰A,該峰落在區域I内,表明原水中含有大量的酪氨酸等芳香族蛋白;另一個處于λEX/λEM=271/307nm處,記為峰B,該峰落在區域V内,說明

水樣中含有大量的類腐殖酸物質,前者占比最高,這些物質分子量大,難于被微生物利用降解,使得油漆廢水的可生化性極低。

将油漆廢水原水和經預處理之後的出水進行氣相色譜檢測,從色譜圖中可以看出反應前後油漆廢水中有機物的吸收峰變化明顯,在保留時
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