張 錦，李圭白
（哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150090）

　　摘要：分別以杯罐震蕩及混凝攪拌試驗(yàn)為基礎(chǔ)，對苯酚及其誘發(fā)臭味進(jìn)行了去除研究。通過氯與高錳酸鉀復(fù)合藥劑對苯酚作用效果的對比，表明氯化能使苯酚產(chǎn)生臭味，而高錳酸鉀復(fù)合藥劑對苯酚表現(xiàn)出很高的去除作用，且能控制苯酚氧化臭味的產(chǎn)生。
　　關(guān)鍵詞：給水處理；酚；去除；高錳酸鉀；氯；氯化副產(chǎn)物
　　中圖分類號：X783；TU991.27
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
　　文章編號：1009-2455(2001)05-0014-03

A Comparison between Potassium Permanganate Composite and Chlorine
in Removing Phenol and the Odor Derived from Phenol
ZHANG Jin，LI Gui-bai
（School of Municipal and Environmental Engineering，Harbin Institute of Technolongy，Harbin 150090，China）

　　Abstract：A study was conducted on the removal of phenol and the odor derived from phenol based on cup
oscillation test and coagulation and agitation test respectively．A comparison between potassium permanganate composite and chlorine on their effects on phenol shows：chlorination derives odor from phenol while potassium permanganate composite not only has a very high phenol removal effect but also controls odor derivatization from the chlorination of phenol．
　　Key words：feed water treatment；phenol；removal；potassium permanganate；chlorine；by-product of chlorination

前言

　　苯酚在水體一般存在濃度范圍內(nèi)沒有臭味。但苯酚卻是臭味前質(zhì)有機(jī)物，因?yàn)樵谒幚碇小⒂绕涫窃谒w加氯處理中，苯酚會與氯結(jié)合形成氯酚，從而產(chǎn)生一定的臭味，引發(fā)水體異臭^[1-2]。因此，本文在對水中苯酚去除效能的研究基礎(chǔ)上，又提出了對由苯酚產(chǎn)生臭味的去除與控制，并對高錳酸鉀復(fù)合藥劑與氯化處理對苯酚及其臭味的去除效果進(jìn)行了對比。

1 試驗(yàn)方法

　　試驗(yàn)中以分析純苯酚于無酚純水中配制成一定濃度的含酚水樣，將水樣pH值調(diào)節(jié)為7.0，并分別進(jìn)行杯罐震蕩反應(yīng)試驗(yàn)和燒杯模擬攪拌混凝試驗(yàn)。震蕩反應(yīng)以反應(yīng)水樣經(jīng)0.22μm混合纖維樹酯微孔濾膜過濾的濾后水樣為研究對象，而混凝攪拌試驗(yàn)以混凝沉淀反應(yīng)的沉后水為研究對象，分別分析高錳酸鉀復(fù)合藥劑對苯酚及其誘發(fā)的臭味的去除。混凝試驗(yàn)以聚合氯化鋁（PAC）為混凝劑，在試驗(yàn)中同時對單純混凝與高錳酸鉀復(fù)合藥劑（PPC）預(yù)處理對混凝過程去除苯酚及其氯化臭味的強(qiáng)化效果進(jìn)行研究。試驗(yàn)中苯酚含量以4-氨基安替比林直接分光光度法分析，臭味以6級臭味強(qiáng)度分析法分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析討論

　　在有苯酚存在時，既可通過降低水中的苯酚含量，控制氯酚的生成量，又可通過在氯酚形成后去除氯酚，從而在一定程度上去除和控制水體的酚類臭味。
2.1 杯罐震蕩反應(yīng)對臭味的去除
　　震蕩反應(yīng)在電動震蕩器上進(jìn)行。表1表示含量為20mg/L的苯酚水樣經(jīng)不同量Cl₂和PPC處理后所產(chǎn)生臭味的比較，而表2表示高錳酸鉀復(fù)合藥劑在氯前和氯后投加對臭味的影響。

表1 Cl₂與PPC單獨(dú)與苯酚作用對臭味的影響 加藥類別 加藥量/(mg·L^-1) 反應(yīng)時間/min 臭味強(qiáng)度/級 Cl₂ 12.8 10 3 12.8 30 3 12.8 60 3 31.9 10 4 31.9 30 3 31.9 60 2 63.8 10 3 63.8 30 2 63.8 60 2 PPC 40 10 0 40 30 0

表2 PPC對苯酚氯化臭味去除的影響 先加藥劑 加藥量/(mg·L^-1) 作用時間/min 后加藥劑 加藥量/(mg·L^-1) 作用時間/min 臭味強(qiáng)度/級 PPC 40 30 Cl₂ 12.8 10 1 40 30 12.8 30 1 40 30 12.8 60 0 40 30 31.9 10 0 40 30 31.9 30 0 40 30 31.9 60 0 40 30 63.8 10 0 40 30 63.8 30 0 40 30 63.8 60 0 Cl₂ 63.8 10 PPC 40 10 0 63.8 10 40 30 0

注：表1、表2中初始苯酚含量20mg/L，臭味無，水樣pH值7.0

　　從表1中可以看出，含苯酚水樣直接進(jìn)行氯化處理能產(chǎn)生強(qiáng)烈的臭味，而且在一定范圍內(nèi)，增加氯投量和延長反應(yīng)時間對臭味強(qiáng)度影響不大，臭味強(qiáng)度基本都在3級左右；而直接經(jīng)PPC處理卻不會產(chǎn)生臭味。這一結(jié)果表明苯酚經(jīng)氯作用后會轉(zhuǎn)化為氯酚，從而會使水體產(chǎn)生強(qiáng)烈的臭味，且在一定范圍內(nèi)增加氯投量和延長反應(yīng)時間對氯酚生成量影響不大，因而對臭味沒有明顯影響；而苯酚經(jīng)高錳酸鉀復(fù)合藥劑作用后，不管苯酚的去除程度如何，由于不會生成氯酚，因此不會產(chǎn)生臭味。
　　表2是在表1的基礎(chǔ)上，考察高錳酸鉀復(fù)合藥劑對苯酚氯化臭味的去除與控制。從表2可以看出，苯酚經(jīng)氯化后再投加高錳酸鉀復(fù)合藥劑，出水臭味強(qiáng)度與表1中的單純氯化相比有明顯降低，而若經(jīng)高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理后再加氯，臭味強(qiáng)度也明顯降低，出水基本沒有臭味。這一結(jié)果表明高錳酸鉀復(fù)合藥劑一方面可以有效去除酚臭前質(zhì)苯酚的含量，進(jìn)而控制氯化處理時臭味的產(chǎn)生；另一方面，高錳酸鉀復(fù)合藥劑又能直接去除氯化后產(chǎn)生的臭味物質(zhì)氯酚，從而去除酚臭。
2.2 混凝攪拌試驗(yàn)對臭味的去除
　　混凝攪拌試驗(yàn)是在六聯(lián)攪拌器上進(jìn)行的。各燒杯中加入1000mL含量為20mg/L的苯酚水樣，將pH值調(diào)為7，分別加入不同量的PPC并進(jìn)行中速（150r/min）攪拌10min，再分別加入100mg/L的聚合氯化鋁（PAC）進(jìn)行混凝，混凝條件為先快速（300r/min）攪拌2min，再慢速（50r/min）攪拌10min，靜沉20min，取上清液100mL加入液氯進(jìn)行氯化反應(yīng)（投氯量為12.8mg/L，氯化時間10min），分析不同量PPC對苯酚及其誘發(fā)臭味的強(qiáng)化去除效果，結(jié)果見圖1和圖2所示。圖二表示混凝試驗(yàn)中PPC預(yù)處理對出水剩余苯酚濃度的影響，圖2表示相應(yīng)出水臭味強(qiáng)度的變化情況。其中圖1和圖2中橫軸為0的點(diǎn)分別表示單純混凝沉淀氯化處理過程對苯酚及臭味的影響。

　　從圖1中可以看出，PPC預(yù)處理使整個混凝處理的出水苯酚剩余濃度有很大降低。如圖中不加PPC（即橫軸為0的點(diǎn)）時，出水苯酚剩余濃度接近10mg/L，去除率在50％左右，而若加入20mg/LPPC進(jìn)行預(yù)處理，則出水中苯酚剩余濃度降為5mg/L，去除率在混凝基礎(chǔ)上提高了近50％，再增加PPC的投量，出水中苯酚剩余濃度繼續(xù)降低，當(dāng)PPC投量增加到80mg/L時，出水中苯酚剩余濃度僅為0.14mg/L，去除率達(dá)99％。可見，PPC預(yù)處理對苯酚有著很好的強(qiáng)化混凝去除效果。
　　從圖2中可以看出，在不投加PPC時，混凝沉淀氯化處理出水的臭味高達(dá)3級，即整個混凝氯化過程雖然使苯酚的含量有降低，但卻使出水產(chǎn)生較強(qiáng)的臭味；若在開始時投加PPC進(jìn)行預(yù)處理，則出水中臭味基本上可以得到控制，如在PPC預(yù)投量為20mg/L和40mg/L，出水臭味由單純混凝氯化的3級降為1級，當(dāng)PPC預(yù)投量增至80mg/L時，出水沒有臭味，即氯化水樣的臭味得到完全控制。可見，采用高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理能很好地控制苯酚經(jīng)混凝沉淀氯化處理后臭味的產(chǎn)生。這是由于混凝對苯酚的去除率本身不高，沉后水中仍含有較高量的苯酚，因此再經(jīng)后續(xù)的氯化處理時，氯與剩余較高濃度的苯酚作用生成氯酚而使出水產(chǎn)生較強(qiáng)的臭味。而
高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理對水中苯酚濃度有很大程度的降低，使得混凝沉后水中可與氯結(jié)合的苯酚量很小，因而氯化后氯酚的生成量很少，出水不會產(chǎn)生臭味或臭味很小。因此可以說，高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理能很好地去除臭味前質(zhì)污染物，因而能防止氯化過程中臭味的產(chǎn)生。

3 結(jié)語

　　通過高錳酸鉀復(fù)合藥劑及氯對苯酚的作用效果的對比研究，可得出如下幾點(diǎn)結(jié)論：
　　①氯與含苯酚水樣作用會使水樣產(chǎn)生強(qiáng)烈的臭味，且在一定范圍內(nèi)增加氯投量和延長反應(yīng)時間對處理后水樣的臭味強(qiáng)度影響不大。
　　②高錳酸鉀復(fù)合藥劑對苯酚有很好的去除作用。同時，高錳酸鉀復(fù)合藥劑不僅能通過去除臭味前質(zhì)苯酚而控制氯化過程中酚臭的產(chǎn)生，而且在氯化酚臭產(chǎn)生后也能很好地將臭味去除。
　　③單純混凝對苯酚的去除效果不佳，投加高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理后對混凝除酚具有很好的強(qiáng)化效應(yīng)，而且對混凝氯化處理后水體臭味的產(chǎn)生具有很好的抑制作用。

參考文獻(xiàn)：
[1]S.K．Dentel，J.Y．Bottero et al．Sorption of Tannic Acid，Phenol，and 2，4，5－Trichlorophenol on Organoclays[J]．Water Research，1995，29(5)：1273～1280．
[2]A.A.M．Daifullah，B.S.Girgis．Removal of some Substituted Phenols by Activated Carbon Obtained from Agncultural Waste[J]．Water Research，1998，32(4)：1169～1171．

作者簡介：張錦（1973～），女，哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士生，聯(lián)系電話：(0451)6282172，2364170，哈爾濱市南崗區(qū)海河路202號，哈爾濱工業(yè)大學(xué)第二校區(qū)805＃（150090）。