二氧化氯氧化酚能力考察
陈锦丽
（生物与化学工程学院 指导老师：诸爱士、李 武）
摘 要 ：工业含酚废水处理常用方法一般有萃取、生物氧化、化学沉淀、氧化剂、蒸汽气提和物理化学吸附等，并常以上述方法中的二种或二种以上方法联合进行二级处理，但上述大多数的方法，在处理后废水中残留酚浓度均较高，浓度在100-500mg/L之间。采用新型高效氧化剂二氧化氯（ClO2）处理含酚废水，其优良的强氧化性能已在消毒、杀菌、环境、废水处理等方面得到广泛的应用。用亚氯酸钠制备二氧化氯，用丙二酸法测定二氧化氯总含量。配制邻¬-硝基苯酚的溶液含量200 mg/L ,用时稀释。研究二氧化氯的氧化效果，考察了温度、搅拌速度、pH、酚起始浓度、反应时间、二氧化氯用量等对实验的影响，得到了较佳的条件，去除率达90%以上，是一种行之有效的含酚废水处理方法。
关键词：邻-硝基苯酚；二氧化氯；氧化；去除率
Abstract: The common treatments of phenolic wastewater were extraction, biological oxidation, chemical precipitation, oxidizer, Steam stripping, chemical and physical adsorption, and often use the two or over two species of the above method joint secondary treatment, however, in the majority of the above treatments, residual phenol concentration was high in wastewater and the concentration was between 100-500 mg / L. New high efficiency oxidizer chlorine dioxide (ClO2) was used to treat phenol wastewater and the excellent oxidation resistance has been widely applied in the aspects of disinfection, sterilization, environment, sewage treatment and so on. Chlorine dioxide was produced with sodium nitrite, the consistency of chlorine dioxide was determined with malonic acid. The o–nitrophenol solution was prepared at 200 mg/L, it was diluted when used. The oxidation effect of chlorine dioxide was researched. The effects of temperature, stirring speed, pH, initial phenol concentration, reaction time, the amount of chlorine dioxide on the experiment were studied. The optimal conditions were obtained. The removal rate was above 90% under the optimal conditions. This method is an effective method for the treatment of wastewater containing phenol.
Key words: O-nitrophenol；Chlorine dioxide；Oxidation；Removal rate
1绪 论
1.1 含酚废水的处理方法
工业含酚废水处理常用方法一般有萃取、生物氧化、化学沉淀、氧化剂、蒸汽气提和物理化学吸附等，并常以上述方法中的二种或二种以上方法联合进行二级处理。今年来还出现了大孔吸附树脂法及液膜萃取法等新技术，新型高效氧化剂二氧化氯（ClO2）处理含酚废水。
当工业废水不仅含酚而且含多种高浓度有机污染物,使酚的分离回收十分困难或不经济,特别是在有多余热量及便宜燃料的条件下,采用焚烧法处理较为适宜。为达到完全燃烧, 处理过程适于在800℃～1000℃下进行,含酚废水在焚烧炉中通过燃料油或混合煤气进行焚烧。该方法投资单价比其它脱酚设备便宜,使酚类物质全部分解,并且维护简单。同时,该法耗热量大,酚类物质不能回收,焚烧炉内耐火砌体的耗损大[1,2]。
蒸汽法的实质在于废水中的挥发酚与水蒸汽形成共沸混合物,由于酚在汽相中的平衡浓度大于酚在水中的平衡浓度,因此含酚废水与蒸汽在强烈的对流时,酚即转入水蒸汽中,从而使废水得到净化,再用氢氧化钠洗涤含酚的蒸汽以回收酚。此法不仅不会在废水处理过程中带入新的污染物,而且回收酚的纯度高。在实际应用中可以合理调整影响汽脱效果的各主要因素之间的关系,进一步提高脱酚装置的脱酚效果。
吸附法是利用吸附剂的多孔性质将废水中的酚类物质吸附,吸附饱和后,再利用碱液、蒸汽或有机溶剂进行解吸脱附。
生化法是目前应用比较普遍的含酚废水处理技术。它利用微生物新陈代谢的作用,使废水中的酚类物质被降解并转化为无害的物质。生化法具有应用范围广、处理能力大、设备简单和比较经济等优点。生化处理过程中受废水的pH 值、温度、含酚量等因素的影响较大,所以对操作条件要求比较严格。由于酚类物质得不到回收,因而无经济效益,且过程副反应较多。
溶剂萃取法利用难溶于水的萃取剂与废水进行接触,使废水中酚类物质与萃取剂进行物理或化学的结合,实现酚类物质的相转移。负载后的萃取剂通过改变pH 值或温度来反萃再生。溶剂萃取法不仅设备投资少、占地面积小、操作方便、能耗低,而且能够有效回收利用废水中的酚类物质,更适用于高浓度含酚废水。但是,溶剂萃取过程中两相密度差小、连续相粘度大、返混严重,存在着极为复杂的影响两相流动和相际传质的因素。而且两相具有一定程度的互溶性,易造成溶剂损失和二次污染,溶剂再生也对过程的经济性和可靠性产生重要的影响[3]。
液膜分离过程涉及三个液相,料液是第一相,接受液是第二相,处于两者之间的液膜,即第三相,液膜必须和料液、接受液互不相溶。料液为水溶液时,用有机液体作液膜；料液为有机液体时,用水溶液作液膜。传质推动力是溶质在各相中的溶解度差,相当于萃取和反萃取。液膜分离的主要特征是萃取过程和反萃取过程在同一反应槽内同时进行并自相耦合,与溶剂萃取相比,液膜分离简化了工艺流程,并且强化了传质过程。液膜法传质速度快、分离速率高、投资与作业成本低。
1.2 二氧化氯的性质
二氧化氯(ClO2) 在室温下是一种黄色或黄绿色的气体，具有类似氯气和臭氧的刺激性气味，与氯不同的是ClO2在水中以纯粹的溶解气体的形式存在，不发生水解反应，具有高效的氧化能力和高效的杀菌性能，ClO2分子量为67.45，气体密度为3.09kg/m3(11℃)，二氧化氯在水中的溶解度约为氯气的5倍，水中二氧化氯的质量浓度70mg/L，二氧化氯气体在室温条件下可压缩为液态[4，5]。二氧化氯分子由一个氯原子和两个氧原子组成,氯原子以两个配位键与两个氧原子结合,其最外电子层上还存在着一个不成对的自由电子,为活泼性自由基,具有很强的氧化作用。二氧化氯不仅能将酚类物质氧化去除，而且不会造成氯化产物—双联氯酚，
也不会引起臭味[6]。其氧化能力约为Cl2的2.63倍。其气体在高于-40℃时不稳定、易爆炸,所以需要在使用现场生产。二氧化氯暴露于光线下或接触有机物时,温度上升就会爆炸。二氧化氯压缩为液态,轻微的环境变化就会导致爆炸。工业上,二氧化氯运输通过混合空气以保持二氧化氯浓度在8%～12%。在黑暗中,二氧化氯溶液可保存几个月。
1.3 二氧化氯的制备方法
C102的制备方法主要有以下三种：亚氯酸盐法、氯酸盐法、电解法。本实验采用亚氯酸钠自氧化法[7]：在酸性介质中,亚氯酸钠发生自氧化还原反应生成二氧化氯。反应式为:
5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
该方法的特点是一次性投资少,操作工艺简便,易于控制。不足之处是反应速度慢，酸量大，产生的废酸多。如果是在盐酸介质中反应,产品混合物中会有一定量的盐酸。
1.4 二氧化氯的应用概况
稳定性二氧化氯是由制备的二氧化氯加稳定剂而制成，稳定性二氧化氯的研究始于20 世纪60 年代，70 年代起已被广泛应用。美国、加拿大、德国等发达国家正在积极开发、研究其应用。在我国，其应用研究还刚刚起步。稳定性二氧化氯是将生产的二氧化氯气体稳定在惰性溶液中的液体，无色、无毒，使用时先酸化即可，既方便又高效。稳定性二氧化氯以其优良的特性，近年来已被广泛应用，如以其优良的漂白和氧化作用，作为高效漂白剂,用于造纸等行业；以其高效的杀菌能力作为高效消杀剂用于很多部门的杀菌消毒；以其保鲜的功能用于多种食品的保鲜存贮；更被广泛地用于饮用水、游泳池水的净化、污水处理、空气清新、冰箱除臭等[8，9]。二氧化氯作为一种强氧化剂,由于其在消毒杀菌、防腐除臭、保鲜及环境污染处理等方面的独特功能已受到国内外有关专家的广泛关注。80年代中期,美国农业部(USDA)和美国环保局(USEDA)确认ClO2可作为食品消毒剂和饮水杀菌剂 [10]。最近,世界卫生组织(WHO)认为该物质完全无致癌,而推荐为安全消毒物质中的A1级产品。目前,越来越多的国家已把ClO2用作饮用水的消毒剂,并对ClO2在医疗卫生、水产品加工、果蔬保鲜及环境污水处理等方面进行广泛的应用研究。
ClO2的研究和应用在我国始于20世纪80年代，生产规模上与国外相比都有一定差距，但是目前发展迅速，已有多家厂家生产，应用领域也很广泛，主要有饮用水处理、废水处理、杀菌灭藻、医疗卫生、造纸工业、油田解堵等几个方面。ClO2作为灭菌消毒氧化剂，具有很好的效果，明显优于常用的Cl2，且具安全可靠、无环保问题等优点，因此，它的应用势必愈来愈广，在我国的应用亦有广阔的前景。
1.5 二氧化氯氧化酚类化合物的机理
二氧化氯分子由一个氯原子和两个氧原子组成,氯原子以两个配位键与两个氧原子结合,其最外电子层上还存在着一个不成对的自由电子,为活泼性自由基,具有很强的氧化作用。酚类化合物与二氧化氯的氧化反应产生对苯醌,当环断裂时,产生羟酸,如草酸和马来酸或富马酸[18,19]。基于二氧化氯与苯酚反应的单电子转移理论,采用二氧化氯解决酚化合物产生的水体异臭的主要原因有二个方面:二氧化氯完全氧化破坏酚类污染物,不生成异臭不可闻的氯代酚;二氧化氯能破坏预氯化产生的任何一种氯酚 [11]。
例如有对位取代基的一元酚,如:对甲酚苯酚CH3C6H4OH ,3 ,4 -二甲基酚(CH3 )2H6H3OH,邻位或间位有取代羟基的二元(或三元) 酚有:间苯酚和邻苯二酚C6H4(OH)2 及连苯三酚C6H3(OH)3 。它们与二氧化氯反应时经过开环,并被氧化成有机酸———草酸,马来酸和富马酸。ClO2 与一氯代酚(如2 - 氯苯酚,3 - 氯苯酚) 二氯代酚(如3，5 - 二氯苯酚) 和三氯代酚(如2，4 ,6 - 三氯苯酚) 等氯代酚易发生成氯代苯醌。
1.6 二氧化氯在含酚废水中的应用
金小元[12]等人采用二氧化氯催化氧化处理含酚废水的方法，以三种模拟的高浓度含酚废水为处理对象，在室温常压下，以二氧化氯为氧化剂，在自制催化剂的作用下进行催化氧化分解酚类物质的研究。考察了pH、ClO2/废水 (体积比)、反应时间、反应温度等对CODcr 去除率的影响。实验表明该法能有效地降低含酚废水的CODcr，去除率达90%以上，是一种行之有效的含酚废水处理方法。
黄君礼[13]等人采用模拟哈尔滨三水厂混凝沉淀-处理过滤流程。间苯二酚，间苯三酚，间甲酚的浓度分别为2.0，2.0和5.0mg/L水样，经混凝沉淀-双层滤料过滤后投加二氧化氯5.0mg/L。结果显示，二氧化氯对间苯二酚，间苯三酚，间甲酚的去除率分别为98.0%，99.0%和56.0%。
毕晓伊[14]等人利用微波诱导二氧化氯氧化苯酚法可以让苯酚的去除率达到83%以上。实验结果表明，此工艺在微波低功率较低能耗条件下能达到很好的去除效果，而溶液体系反应温度也比较适中；与传统Cl02氧化法相比较，不仅降低了Cl02投加量，而且在达到相同处理效果前提下大大缩短了反应时间，是一种行之有效的含酚废水的处理方法。
陈国青[15]等人通过研究，他们发现ClO2与酚反应生成无臭的醌类及有机酸有关，而Cl2与酚反应则生成臭阈更低的氯酚。C1O2 是一种高效的消毒剂，又可有效地除去水中的酚臭，因此当水源中含有一定的酚，可用ClO2作消毒剂。
田超[16]等人通过研究，他们采用吸光度反应浓度的分析方法，结果表明二氧化氯对酚的去除率可达到90%以上。一级处理后，使用该试验所述方法既经济又高效。另外，用C1O2对废水进行深度处理，既可以脱酚，亦可对某些可溶性染料进行脱色，并能除臭、消毒。
孙日圣[17]等人通过研究，他们发现加入活性炭时，二氧化氯对酚类的去除率可达到95%以上，有些甚至可以100%的去除。
2实验部分
2.1试剂与玻璃仪器
2.1.1主要原料和试剂
(1)亚氯酸钠 A.R. (6)硫代硫酸钠 A.R.
(2)淀粉 A.R. (7)丙二酸 A.R.
(3)盐酸 A.R. (8)重铬酸钾 A.R.
(4)硫酸 A.R. (9)邻-硝基苯酚 C.P.
(5)碘化钾 A.R.
2.1.2主要仪器
(1)可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司 722E型)
(2)恒温水浴缸（上海精密实验设备有限公司 DK-S24型）
(3)恒速搅拌器（上海申胜生物技术有限公司 S212-40型）
(5)电子天平（北京塞多利斯仪器系统有限公司 BS124S型）
(4)二氧化氯发生装置(实验室自搭)
2.2 实验步骤
2.2.1 用亚氯酸钠自氧化法制备二氧化氯
(1)打开恒温水浴调至250C。
(2)待水温稳定后，将装有反应液的三口烧瓶浸入水浴锅，同时打开
空气压缩机控制0.14 m3/h的气体流量，反应开始。
(3)观察反应过程中物料颜色的变化，反应30分钟，结束反应。
(4)关闭水浴锅和压缩机，整理实验台面，将设备等恢复原状。
2.2.2 用丙二酸法测定二氧化氯总含量
2.2.2.1试剂配制
(1)2mol/L硫酸 取11mL98%浓硫酸加入到89mL水中置于试剂瓶中。
(2)10%碘化钾 10g碘化钾加入100mL水中置于棕色瓶中避光保存于冰箱中，若顔色变黄需重新配制。
(3)0.5%淀粉 取0.5g淀粉置于100mL水中煮沸，冷却后置于棕色瓶中避光保存。
(4)10% 丙二酸 10g丙二酸加无离子水溶解成100mL。
(5)0.1mol/L硫代硫酸钠溶液 取1000mL蒸馏水加入0.1g碳酸钠，煮沸，称取24.80g硫代硫酸钠置于该沸水中，冷却放于棕色瓶中，避光保存1-2周。
(6)标定0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液 在碘量瓶中移取一定量重铬酸钾标准液加入10%碘化钾4mL及1.5mL的2mol/L硫酸，塞好玻璃塞，摇匀，于暗处放10min。用上述配制的0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定。经滴定计算得硫代硫酸钠标准溶液的浓度为0.111mol/L。
2.2.2.2测定
取二氧化氯液10.0mL，置于含100mL无离子水的碘量瓶中，加10% 丙二酸溶液2mL，摇匀。静置反应2min后，加2mol/L硫酸10mL，10%碘化钾溶液10mL后加蒸馏水数滴于碘量瓶盖缘，置暗处5min。打开盖，让盖缘蒸馏水流入瓶内。用硫代硫酸钠标准溶液（装入滴定管中）滴定游离碘，边滴边摇匀。待溶液呈淡黄色时加入0.5%淀粉溶液10滴，溶液立即变蓝色。继续滴定至蓝色消失，记录用去的硫代硫酸钠溶液总量。重复测3次，取3次平均值进行以下计算 。
由于1mol/L硫代硫酸钠标准溶液1mL相当于13.49mg二氧化氯，故可按下式计算二氧化氯含量：
二氧化氯含量(mg/L)=(M*V*13.49/W)*1000
其中：M-------硫代硫酸钠标准溶液的浓度mg/L；
V-------硫代硫酸钠标准溶液在滴定中用去的毫升数mL；
W-------碘量瓶中所含二氧化氯样液毫升数mL（溶液10mL），盖上盖并振摇混匀。
2.2.3 模拟废水
配制邻-硝基苯酚模拟废水，用电子天平称取0.200g邻-硝基苯酚，加水溶解稀释到1L，浓度为200mg/L。做实验时取体积为50.00mL的配制好的溶液加蒸馏水稀释至100mg/L。
3 实验结果与讨论
3.1 标准曲线的绘制
3.1.1 波长扫描
取配制好的邻-硝基苯酚模拟废水的溶液50mL，加去离子水配成100mL，配制成100mg/L，用分光光度计在不同波长下进行测量，得到以下的曲线，结果见图1：
图1 波长-吸光度关系
从图中可以看出，波长350nm时，吸光度最大，选波长350nm为标准曲线及实验的测定波长。
3.1.2 建立标准曲线
取配制好的200mg/L邻-硝基苯酚溶液，然后分别取出50mL、40 mL、30mL、25mL、20mL、12.5mL、5mL、2.5mL，各加去离子水配成100mL，分别用分光光度计在350nm进行测量，得到以下的浓度标准曲线，结果见图2：
图2 浓度-吸光度关系
在以下单因素考察实验中，将吸光度代入上面方程y=0.0111x中，算出反应后邻-硝基苯酚的浓度x1，再算出反应掉的邻-硝基苯酚的量x2=x0- x1，计算出邻-硝基苯酚去除率= x2/ x0。
3.2 单因素考察
3.2.1 反应温度对邻-硝基苯酚去除率效果的影响
实验时邻-硝基苯酚的浓度100mg/L ,所以做实验时取原来配制好的200mg/L 的溶液50mL,投加一定量的二氧化氯溶液,使邻-硝基苯酚和二氧化氯摩尔比为1︰1，但要让总溶液的量保持在100mL以内,然后加水让溶液的体积保持在100mL,这样就保持了邻-硝基苯酚和二氧化氯的浓度的一致性。在相同的因素前提下,考察不同的温度二氧化氯对邻-硝基苯酚溶液的去除率效果的差异。因此,考察以下几个温度点,确定温度这个单因素的存在,是否对二氧化氯去除率效果有影响。考察15℃,20℃,25℃（室温）,30℃,35℃五个温度点时,反应结束后马上取样，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过邻-硝基苯酚的标准曲线计算去除率。做这个实验时，保持其它因素不变。
在25℃时，没有经过鼓泡除去剩余的二氧化氯，用分光光度计测定吸光度，其吸光度为0.641，而经过鼓泡后其吸光度为0.608，所以每次反应结束后先进行鼓泡以赶跑二氧化氯，再用分光光度计测定其吸光度。二氧化氯对邻-硝基苯酚在不同的温度条件下的去除能力的大小差异，结果见图3：
图3 温度-去除率关系
从上图可以看出,二氧化氯对邻-硝基苯酚进行氧化时,温度对其邻-硝基苯酚能力的影响并不是非常大, 去除的能力都在50%左右。去除率之所以不高，是因为二氧化氯量不够、时间不足所引起的。图中可看出温度越高效果较其它四个来说要略好一些,原因是随着温度的升高，二氧化氯的活性略有升高、反应速度加快，使去除率提高。选室温25℃为本实验的反应温度。
3.2.2 搅拌转速对邻-硝基苯酚去除效果的影响
在二氧化氯与邻-硝基苯酚溶液反应时,由于存在一个混合接触的过程,它们的溶液浓度虽然不变,理论上来说,在混合反应时,加快混合时的速率,可以提高反应的速率。因此,对于搅拌速率来说,应该是越快越好。同3.2.1一样,我们在保持温度、pH、 二氧化氯与邻-硝基苯酚溶液混合比例等因素不变的前提下,来考察不同的搅拌速率是否对去除率有影响，将转速分别控制在100r/min、150r/min、200r/min、250 r/min和300r/min, 考察搅拌速度对邻-硝基苯酚去除率效果的影响。反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过邻-硝基苯酚的标准曲线计算去除率，结果见图4：
图4搅拌速度-去除率关系
从上图可以看出,二氧化氯对邻-硝基苯酚溶液进行氧化时,搅拌速率对其氧化能力基本上没有影响,在不同的搅拌速率下,整个曲线图基本上在同一水平线上。这说明体系是均相，可能是因为二氧化氯参与的氧化反应不需要这样大的搅拌速率,在静止的溶液中,也能快速地反应完全,使得所有的反应液都能够完全的反应,因而转化率差不多一样。取150 r/min为以下反应的搅拌速度。
3.2.3 pH值对邻-硝基苯酚去除率的影响
移取50mL配制好的200mg/L邻-硝基苯酚的溶液,加二氧化氯溶液，使二氧化氯和邻-硝基苯酚的摩尔比为4:1，加水稀释保持溶液总体积100mL，在反应温度25℃,转速150r/min,反应时间20min的条件下，加盐酸或氢氧化钠使pH值分别为1、3、5、8考察pH值对邻-硝基苯酚去除率的影响，反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过邻-硝
基苯酚的标准曲线计算去除率，得以下曲线，结果见图5：
图5 pH-去除率关系
从图上我们可以看出，反应在酸性条件时去除率明显比碱性条件好，而且在碱性情况下，去除率下降的非常快，可能是二氧化氯在碱性条件下转化为次氯酸根离子，氧化能力减弱，从而使去除率降低。从图上看出反应越酸性越好，但是实际是不可能让溶液的酸性达到那么高的，实际上邻-硝基苯酚的溶液的pH是2.5左右，已经有非常高的酸性，所以我们在实验时没必要再加酸提高酸性。所以我们实验取原始溶液的pH为2.5，即不加任何酸，或者碱。
3.2.4 邻-硝基苯酚初始浓度对去除率的影响
在反应温度25℃、不加酸碱和反应时间20min，转速150r/min，二氧化氯溶液不变的情况下，分别移取75mL、50mL、40mL、30mL、25mL配制好的200mg/L邻-硝基苯酚的溶液，加水稀释保持溶液总体积100mL，使邻-硝基苯酚浓度分别为150mg/L、100mg/L、80mg/L、60mg/L、50mg/L。在相同的因素前提下,考察邻-硝基苯酚起始浓度对去除率的影响。反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过邻-硝基苯酚的标准曲线计算去除率，结果见图6：
图6起始浓度-去除率关系
从图中可以看出随着起始浓度升高，去除率也升高了，说明随着邻-硝基苯酚的初始浓度的升高，反应速率升高了。二氧化氯在处理低浓度的酚废液时不及处理高浓度的酚废液的去除率高。本实验选择100mg/L的邻¬-硝基苯酚初始溶液。
3.2.5反应时间对邻¬-硝基苯酚去除效果的影响
移取50mL配制好的200mg/L邻¬-硝基苯酚的溶液，加二氧化氯溶液，使二氧化氯和邻-硝基苯酚的摩尔比为2.5:1，加水稀释保持溶液总体积100mL，在反应温度25℃,转速150r/min, 反应时间分别为10、15、20、25、30、60min,考察反应时间对去除率的影响,反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过邻¬-硝基苯酚的标准曲线计算去除率，结果如图7：
图7反应时间-去除率关系
从图7可以看出，邻-硝基苯酚在反应20min前,随反应时间的增加,去除率迅速增加。反应在20min后，邻¬-硝基苯酚的去除率随时间的增加而增加的不那么快了,当反应30min时,去除率达到71.0%（去除率低是因为二氧化氯浓度不够）,与25min时基本上差不多，所以25min反应基本完全,邻¬-硝基苯酚残余量几乎不再减少 ,去除率基本不再上升。
反应时间及由此确立的停留时间是影响除酚进行的状况及实际工程设计时影响反应池规模、造价和净化效果的一项重要因素。若废水在池中停留足够长的时间 ,则可达到较好的除酚效果,但如果时间过长就会使池中停留的废水量及池的规模增加，所以选择适当的时间。
3.2.6 摩尔比对邻¬-硝基苯酚去除率的影响
在反应温度25℃，不加酸碱和反应时间20min，转速150r/min不变的情况下，移取50mL配制好的200mg/L邻¬-硝基苯酚的溶液,加二氧化氯溶液，使加二氧化氯和邻¬-硝基苯酚摩尔分别为0.8︰1、1︰1、1.2︰1、1.5︰1、2︰1、2.5︰1、3:1、4︰1、6︰1、8:1，但要让总溶液的量保持在100mL以内,然后加水让溶液的体积保持在100mL,这样就保持了邻¬-硝基苯酚浓度的一致性。在相同的因素前提下,考察摩尔比对邻-硝基苯酚去除率的差异。 反应结束后马上取样，鼓泡除去剩余没有反应的二氧化氯，然后用分光光度计测定吸光度，最后通过邻¬-硝基苯酚的标准曲线计算去除率，结果见图8：
图8 摩尔比-去除率关系
由图8可以看出 , 邻¬-硝基苯酚去除率随二氧化氯的量的增加而逐渐升高。较低投量时,去除率的升高幅度不大 ,在2︰1后增加幅度明显，而当投量增加到一定程度后（4︰1）去除率变化趋于平缓，去除率增幅不大。在摩尔比6︰1时去除率达到了93.4%。由此可见，二氧化氯作为氧化剂氧化酚是有很强的氧化能力的,并且随着二氧化氯投放比例的增加，酚的去除效果越来越好，当然，在经济的角度上应该选择适量的投放比例。
3.3 邻¬-硝基苯酚与二氧化氯反应的摩尔比推算
移取50mL配制好的200mg/L邻¬-硝基苯酚的溶液,加二氧化氯溶液，使二氧化氯和邻¬-硝基苯酚的摩尔比为4︰1，加水稀释保持溶液总体积100mL，控制反应温度25℃,转速150r/min,反应时间25min，反应结束后马上取样及测定剩余二氧化氯的量，然后用分光光度计测定吸光度，其吸光度为0.104，此时溶液基本澄清透明没有酚的特殊气味,最后通过邻¬-硝基苯酚的标准曲线计算去除率为90.6%，说明这是反应后的产物对吸光度造成影响,剩余邻¬-硝基苯酚的质量0.94mg，剩余二氧化氯的质量为7.420mg，经过计算得到：邻¬-硝基苯酚反应了0.065m mol；二氧化氯反应量为0.178m mol。空白实验证明邻¬-硝基苯酚对丙二酸法测定剩余二氧化氯的含量没有影响，邻¬-硝基苯酚与二氧化氯反应的理论摩尔比为1︰2.73。
4总结与展望
通过上述的实验，确定了二氧化氯对邻-硝基苯酚氧化的较佳条件：反应温度室温25℃，反应时间25min，转速150r/min，pH为原始溶液的2.5，邻-硝基苯酚与二氧化氯反应的摩尔比为1：6。最后，邻-硝基苯酚的去除率可达90%以上，除酚效果基本满意。
经过近一个学期的实验，使我巩固了化学化工类专业知识，熟悉并掌握了本次实验的原理和操作方法。通过实验前一段时间的中外文献查阅以及实验方案的预定，本次实验我们的思路非常清晰：1.亚氯酸钠法制备ClO2。 2. 用丙二酸法测定二氧化氯总含量。3. 配制邻¬-硝基苯酚的溶液含量200 mg/L ,用时稀释（模拟废水）。4. 研究氧化效果，①建立标准曲线：a：波长扫描：选定测定波长；b： 浓度与吸光度曲线；c 考察二氧化氯存在时对其影响d 用空气吹脱二氧化氯后再测比较。②固定取样量后单因素考察，a:考察温度；b:考察二氧化氯用量；c：考察酚溶液起始浓度；d考察搅拌速度；e:考察pH；f：测定时间与吸光度变化。通过以上的几个步骤的实验，我们以多组实验数据为依据，再结合文献材料，确定了二氧化氯对邻-硝基苯酚氧化的最佳条件，并且简单的对实验现象作了解释。
二氧化氯处理含酚废水的工艺还没有成熟，但是二氧化氯有优良的性能，除酚效果明显，并且处理含酚废水后不生成异臭不可闻的氯代酚，解决了酚化合物产生的水体异臭等问题。二氧化氯的应用还没有得到标准化
的控制和管理，相信今后二氧化氯处理含酚废水的道路会更加广阔。
致 谢
经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，在这里首先要感谢我的导师诸爱士老师。诸老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，都给予了我悉心的指导。他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次要感谢和我一起作毕业设计的林兵同学，他在本次设计中勤奋工作，和我一起克服了许多困难来完成此次毕业设计。然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下化工专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢浙江科技学院四年来对我的大力栽培。
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