微波技术对难降解有机物的处理特性及其分子结构的相关性研究

摘要

高效、低成本处理难降解有机物的技术就成为目前环境治理研究的热点与难点。波辐射技术用于治理环境污染是近年来兴起的一项新的研究领域，因其快速、高效和无二次污染等特点而倍受环境研究者的青睐。本文采用微波协同活性炭工艺处理偶氮染料、三芳甲烷染料、蒽醌染料以及含硝基类物质，分析处理效果与物质分子结构之间的关系。
　　 工艺对比实验证明微波协同活性炭工艺不是微波与活性炭的简单叠加，其在处理难降解有机物方面具有独特的优越性。
　　 通过正交试验和单因素影响实验，确定各目标物质采用微波协同活性炭工艺进行处理的合理运行条件，包括活性炭用量、微波功率、微波辐射时间等。以蒽醌染料为例，根据单因素影响实验可以得出微波协同活性炭处理蒽醌染料(浓度为100mg/L)的最佳工艺条件：活性炭用量为17.5g/L、微波辐射时间为12min，微波功率为600W。在此条件下，弱酸艳蓝RAW的去除率为89.16％，弱酸艳绿GS的去除率为90.05％。
　　 对反应动力学的研究发现，微波协同活性炭工艺处理目标物质的反应都近似呈现一级反应动力学特征。
　　 本研究选择适当的染料分子结构描述符，通过线性回归分析法对几种目标偶氮染料和三芳甲烷染料进行了分子结构与微波协同活性炭工艺对其去除效果之间的关系研究。研究发现目标偶氮染料的去除率与染料分子结构描述符No-Ar、-N=N-和I/O之间存在着较好的负线性相关性，偶氮基数目对目标偶氮染料去除率的影响贡献最显著；目标三芳甲烷染料的去除率与-N(和-CH2-数目之间也存在着较好的负线性相关性，-N(数目对目标三芳甲烷染料去除率的影响贡献最显著。