响应面法优化UV/H2O2光氧化法处理高浓度LAS废水

Posted 2023-01-13 温度

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摘要：采用响应面法对UV/H2O2光氧化法处理高浓度LAS废水的工艺参数进行了系统研究。根据Box-Behnken Design（BBD）设计原理，以初始pH与H2O2投加量、反应时间和温度为主要影响因素，设计4因素3水平共29个实验点的实验方案，并建立了二次响应面拟合模型。方差分析表明，初始pH与H2O2投加量、反应时间和温度以及初始pH和H2O2投加量、H2O2投加量和温度之间的交互作用，对实验结果具有显著性影响。实验得到的光氧化高浓度LAS废水最佳工艺条件，pH为4.0，H2O2投加量为40 mmol/L，反应时间为90 min，温度为25℃，在此条件下，LAS的平均去除率为98.1%。

表面活性剂广泛应用于生活、工业和农业等各方面，目前国内外使用的表面活性剂多属于阴离子表面活性剂，并以直链烷基苯磺酸钠（LAS）为主。近年来我国的洗涤剂工业发展迅速，产量逐年递增，从1985年的约100万t增加到2005年的约460万t，其中阴离子表面活性剂（以直链烷基苯磺酸钠为主）占70%以上)。

由于LAS用途广泛，几乎涉及到家庭生活以及工农业生产的各个方面，因此生活污水、城市污水和一些工业废水中均含有LAS，地下水、地面水，甚至饮用水中也含有LAS。LAS难降解，具有COD高、可生化性差、起泡性强及毒性大等特点，对人体、水生生物和微生物的毒害作用，若未经处理而直接排放，将对环境造成极大的危害。

LAS处理技术可分为2类：一类是包括泡沫分离法、吸附法和混凝法等在内的非破坏性技术；一类是包括催化氧化法、微电解法和生物法等在内的破坏性技术。虽然上述方法可达到较高的LAS去除效率，但这些方法由于处理浓度过低，或由于二次污染问题没有得到解决、运行操作比较复杂等原因，很大程度上限制了其实际应用，尤其是在高浓度表面活性剂废水中的应用。

高级氧化技术对于处理持久性难降解有机污染物（POPs）具有独特的优势，作为高级氧化技术中的一种，UV/H2O2工艺利用反应中生成的羟基自由基（.OH），可将废水中有毒有害的有机污染物迅速降解为CO2和H2O等无机物，是一种高效、环保的废物处理技术。目前，用UV/H2O2光催化氧化法主要用于处理低浓度LAS废水，对于高浓度LAS废水的处理较少。。

本研究采用UV/H2O2降解水中的高浓度LAS废水，并采用响应面法重点考察了PH与H2O2投加量、反应时间和温度等工艺条件对降解效果的影响，通过建立响应面模型得到最佳反应条件，以期为高浓度LAS废水的处理中提供科学参考。

1实验部分

1.1仪器和试剂

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