分析对二氯苯影响的因素

　　二氯苯（M-DCB）是医药、农药、染料等工业的重要中间体，是一种难以生物降解的氯代芳香化合物。超声波/零价铁联用技术集超声氧化、零价铁还原于一体，能有效去除废水中持久性有机污染物。超声空化过程产生的冲击波及微射流能促进零价铁表面的更新与活化，同时加强固-液界面间传质过程，从而强化零价铁还原作用；零价铁的固体颗粒效应及其在反应过程中生成的亚铁离子的Fenton催化效应，能在很大程度上提升超声空化作用。因此，构建超声波/零价铁联合体系，深入研究各控制参数对体系中有机物降解作用的规律，有着重大的现实意义。

　　铁粉投加量对去除率的影响表明，零价铁投加量存在一佳值1.5g/L，当零价铁用量未达佳值以前，降解率随着铁用量的增加而升高，超过佳值后，降解率又随着铁用量的增大而减小。在超声波/零价铁协同体系中，铁粉对M-DCB降解率的影响主要有2个方面：一是铁粉颗粒对溶液中气-液传质的作用，铁粉的增加增强了底物与其碰撞的机率，体系中的反应表面增加，超声空化泡在铁粉表面生成，底物附着其上，从而使得降解率升高；当零价铁用量超过佳用量时，由于零价铁的量过多，削弱了搅拌对铁的分散作用，铁粉之间由于相互吸附而产生团聚，生成较大的粒子，减小了铁和污染物的接触面积，这样便降低了传质速度，还会使大量沉淀下来，从而使去除率下降。实验过程中发现，在零价铁用量超过1.5g/L时，反应器底部积聚了不少零价铁没有被搅拌起来，证明了以上的分析。因此，在一定超声强度下只能加入一定量的零价铁以确保其与污染物在溶液中充分搅拌混合。

　 对非极性易挥发溶质M-DCB，当其溶液浓度升高时，空化气泡内溶质蒸汽含量增加，导致空化气泡温度降低，因此使反应速度降低。溶液本体中污染物的浓度直接影响其向空化气泡表面扩散的速度、数量以及空化泡崩溃的程度。随着溶液中M-DCB浓度的升高，空化气泡表面处M-DCB及其中间产物的量趋于饱和，阻碍OH自由基由气泡内向外扩散，同时也减小了空化气泡表面OH自由基与溶质M-DCB的反应区域，从而使降解速率降低。若空化气泡表面处的中间产物不能及时向外扩散，不仅会占据反应区域，还会加速M-DCB的逆反应，从而降低了降解速率。从零价铁的还原作用来看，在零价铁投加量一定时，零价铁的表面活性位点是一定的，所以被零价铁还原脱氯的M-DCB数量是一定的，随着浓度的增大，M-DCB去除率相应地降低，去除率呈下降的趋势。溶液黏度不仅能影响空化阈值，还能吸收声能。污染物浓度增大，溶液黏性增强，声能在溶液中的黏滞损耗和声能衰减加剧，辐射入溶液中的有效声能减少，致使空化阈值显著提高，溶液的空化现象变得较困难，空化强度减弱。

　　搅拌速度的影响实验使用的搅拌器为JB50-D增力电动搅拌机，其搅拌速度在1001300r/min之间，分10个档位，没有明确的搅拌速度。实验发现其转速不随档位呈线性增加，且当速度过大时不能用肉眼数出。

　　从实验可以看出，搅拌速度越大，M-DCB的降解率越高。搅拌速度越大，溶液的湍流程度越大，增大了M-DCB在溶液中的扩散速度，增加了污染物和零价铁的接触机会，使零价铁的还原作用得到增强；同时，搅拌速度越大，产生的空化气泡越多，增加了污染物与空化泡反应的几率，从而使反应速率提高。

　　结论与建议（1）溶液初始pH值的变化对超声波/零价铁降解M-DCB的影响很大，当pH2和pH10时能得到很好的去除效果。pH在26时，随着pH值增大，去除率降低；pH在610时，去除率随pH值的增大而增大。

　　（2）在此体系中，当零价铁用量为1.5g/L时，M-DCB的去除率高。零价铁的用量离佳值1.5g/L越远，降解率越低。

　　（3）M-DCB初始浓度越大，其降解率越低，因此在应用中应控制较低浓度的初始条件。

　　（4）改变反应体系的搅拌速度也会影响M-DCB的去除效果。搅拌速度越大，污染物的去除率越高。但这不是影响M-DCB降解率主要的因素。