高铁酸钾氧化处理废水中邻氯苯酚的方法
邻氯苯酚（o－ClC6H5OH）属芳香化合物，有毒易燃，可产生一氧化碳、氯化氢等有害气体，并且很难降解，用于医药、农药和染料及其它有机合成原料。氯代烃及其衍生物都有毒性并且难以自然降解。目前邻氯苯酚废水的处理方法有化学氧化法、电催化氧化法、光催化氧化法、超声波－光催化氧化法、生物法等，化学氧化法由于具有易操作、氧化效率较高、处理成本较低等特点，应用较为广泛。
高铁酸盐都具有极强的氧化性，在水体净化中同时发挥氧化、吸附、絮凝的协同作用，并不产生任何有毒、有害的物质，是近年来备受关注的新型高效强氧化剂。高铁酸钾氧化邻氯苯酚先生成邻苯醌，然后继续氧化生成小分子羧酸，继而生成二氧化碳和水。本研究以高铁酸钾为氧化剂对制药废水的邻氯苯酚进行降解试验，分别考察了高铁酸钾与邻氯苯酚质量比、氧化反应时间、溶液pH值对邻氯苯酚氧化处理的影响。
1、材料与方法
1．1 试验试剂及仪器
硫代硫酸钠（分析纯）、硫酸（分析纯）、氢氧化钠（分析纯）、邻氯苯酚溶液（质量浓度为25．0mg／L）、高铁酸钾（采用次氯酸盐氧化法制备，纯度为98．0％）。
GCMS－QP2010Ultra气相色谱－质谱联用仪、DF－101S集热式恒温加热磁力搅拌器、JJ1000型电子天平。
1．2 试验方法
室温25℃，在100mL的三口圆底烧瓶中加入50mL的邻氯苯酚溶液，打开磁力搅拌器，使用粉末状氢氧化钠固体或稀硫酸溶液调节溶液pH值后，精准加入粉末状高铁酸钾固体，到达预设的时间后，用过量的硫代硫酸钠饱和溶液终止反应。取少量反应液，离心处理，取上层液体使用气相色谱进行分析。考察高铁酸钾与邻氯苯酚质量比、反应时间、溶液pH值等因素对邻氯苯酚去除效果的影响。
1．3 分析方法
经过离心处理的上层液体直接进行气相进样，使用氢火焰离子化检测器进行检测，使用SE－54毛细管色谱柱，以氮气为载气，流速为30cm／min，进样量为1．0μL，不分流进样，气化室温度为160℃，检测器温度为250℃，SE－54毛细管柱温为100℃。利用纯标样根据色谱峰保留时间定性，采用峰面积外标法进行定量。
2、结果与讨论
2．1 高铁酸钾与邻氯苯酚质量比对处理效果的影响
在废水体积为50mL，邻氯苯酚初始质量浓度为25．0mg／L，反应时间为60min，溶液pH值为8的条件下，考察高铁酸钾与邻氯苯酚的质量比对邻氯苯酚去除效果的影响，结果见图1。
由图1可知，邻氯苯酚去除率随高铁酸钾与邻氯苯酚质量比的增大迅速提高，但在质量比大于20时，去除率变化不大。在一定范围内，废水中邻氯苯酚的去除率同高铁酸钾与邻氯苯酚的质量比成正比，但当其质量比超过20以后，去除率基本上不再变化，这是因为随着高铁酸钾投加量的增加，邻氯苯酚与高铁酸钾碰撞的几率逐渐增大，使得反应效率不断提高，而到达一定的量之后碰撞的几率达到最高，反应速度不再增加，这也和高铁酸钾氧化处理其他酚类物质极其相似，说明高铁酸钾的投加量是去除废水中邻氯苯酚的一大关键因素。当两者质量比为20时，邻氯苯酚去除率为89．2％，邻氯苯酚质量浓度为2．7mg／L。
2．2 反应时间对处理效果的影响
在废水体积为50mL，邻氯苯酚初始质量浓度为25．0mg／L，高铁酸钾与邻氯苯酚的质量比为20，溶液pH值为8的条件下，考察反应时间对邻氯苯酚去除效果的影响，结果见图2。
由图2可知，邻氯苯酚去除率大体上是和反应时间成正比的，在反应时间为25min时，邻氯苯酚去除率为89．2％。继续延长反应时间，邻氯苯酚去除率基本上不再发生变化。在反应初期，高铁酸钾浓度较高，氧化反应速度较快，但是随着反应的进行，邻氯苯酚浓度不断减小，与高铁酸钾碰撞的几率降低，在反应时间为25min时，反应速率达到最慢，邻氯苯酚去除率为89．2％。
2．3 溶液pH值对处理效果的影响
在废水体积为50mL，邻氯苯酚初始质量浓度为25．0mg／L，高铁酸钾与邻氯苯酚的质量比为20，反应时间为25min的条件下，考察溶液pH值对邻氯苯酚去除效果的影响，结果见图3。
由图3可知，随着溶液pH值上升，邻氯苯酚去除率逐步提高，当pH值为10时，邻氯苯酚的去除率达到95．7％；而当pH值超过11之后，邻氯苯酚去除率大幅度降低。
高铁酸钾在酸性条件下氧化性强，但易发生自身分解，导致实际氧化性不高。碱性条件下其氧化性较酸性条件下低，但高铁酸钾较为稳定，因此当pH值为9~10时，高铁酸钾稳定性较好，并且氧化性较高。在pH值为5~6时，虽然高铁酸钾氧化性很强，但是自身分解速度较快，导致邻氯苯酚的去除率不高。pH值为7~10时高铁酸钾稳定性不断提高，邻氯苯酚的去除率也逐渐提高，其中pH值为9~10是邻氯苯酚去除效果最好的pH值区间。当pH值为11时高铁酸钾的氧化性大幅降低，邻氯苯酚去除率也大幅下降。因此，最佳pH值为9~10，此时邻氯苯酚去除率为95．6％。
3、结论
高铁酸钾作为一种高效强氧化剂，对废水中邻氯苯酚具有处理速度快、去除率高、不产生二次污染等优点。影响高铁酸钾氧化邻氯苯酚的因素主要有高铁酸钾与邻氯苯酚质量比、反应时间、溶液pH值等。在邻氯苯酚初始质量浓度为25．0mg／L，高铁酸钾与邻氯苯酚质量比为20，反应时间为25min，溶液pH值为9~10的条件下，邻氯苯酚去除率最高可达95．6％。（来源：河南省化工研究所有限责任公司）