离子交换膜对采用生物膜电极法降解五氯酚的影响

高 等 学 校 化 学 学 报
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Ｖ ｏ １ ． ３ ４
计（ 上海虹益仪器仪表有 限公司） 测定 ； 溶液温度用恒温水浴锅 （ 上海树立仪器仪表有限公司） 保持．
实验 中采 用 模 拟 五 氯 酚 废 水 ，组 成 为 ０ ． １ ｇ ／ Ｌ五 氯 酚 ， ０ ． １ ｇ ／ Ｌ（ Ｎ Ｈ ） Ｓ Ｏ ，０ ． １ ｇ ／ Ｌ Ｎ Ｈ ４ Ｎ Ｏ ３ ， ０ ． ０ ２ ｇ ／ Ｌ Ｃ ａ （ Ｎ Ｏ ３ ） ２ ， ０ ． ０ １ ｇ ／ Ｌ Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ４・ ７ Ｈ ２ Ｏ， ０ ． ０ ３ ｇ ／ Ｌ Ｋ Ｈ２ Ｐ Ｏ ４ 和０ ． ０ ５ ｇ ／ Ｌ Ｋ ２ Ｈ Ｐ Ｏ ４ ， ｐ Ｈ＝ ６ ． ５～ ７ ． ５ ．
１ 实验 部 分
１ ． １ 试 剂
（ Ｎ Ｈ ４ ） ２ Ｓ Ｏ ， Ｎ Ｈ Ｎ Ｏ ， Ｃ ａ （ Ｎ Ｏ ３ ） ： ， Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ・ ７ Ｈ Ｏ，Ｋ Ｈ ： Ｐ Ｏ ， Ｋ ： Ｈ Ｐ Ｏ 和 五氯 酚均 为分析 纯 （ 北 京化
工厂） ， 所有 溶液 均用 超纯 水 （ 电 阻率 １ ８ ． ２ ５ ＭＱ ・ ｏ ｍ）配制 ．
Ｖｏ １ ． ３ ４
２ ０ １ ３年 １ ２月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥ ＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥ Ｓ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｉ ＥＳ
Ｎｏ ． １ ２
２ ８ ４１ ～２ ８ ４ ４
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ７ ５ ０ ３ ／ ｃ ｊ ｃ ｕ ２ ０ １ ３ ０ ４ ２ １
五氯酚 的影响．结 果表明 ，阴离子交换膜有利 于五氯酚在生物膜 电极 上的转化 和中间产物的去除 ； 与生物法
和电化学法降解五氯酚相 比，采用以钛基二氧化铅为 阳极 （ Ｔ ｉ ／ Ｐ ｂ Ｏ ） 、生物膜 电极 为阴极 、阴离子交换 膜为 隔膜的电解槽处理时 ，五氯酚的降解效果 明显优于生物法 和电化学方法 ， 经２ ４ ｈ处理后五氯 酚的去除率 和 化学需氧量 （ Ｃ Ｏ Ｄ） 去除率均可达到 ９ ６ ％（ 质量 分数 ） ．
表 面上 ， 形 成一层 生 物膜 ， 然 后在 低压 直 流 电的作用 下使 有机 污 染物 在 生物 和 电化 学 的双 重作 用 下得 到 降解 ，因其具 有 高效和 便 于管理 等优 点而 得 到越来越 广 泛 的应 用．我们 ＿ ４ 。 。 研 究发 现 ， 生 物 膜 电 极法 可有 效 降解苯 酚 、二氯 苯 酚和苯 胺 等有机 物 ， 其 降解 过 程 与多 种 因素 有 关 ， 例 如 处 理含 氯 有 机物
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ － ０ ６ ．
基金项 目：国家“ 八六三 ” 计划项 目（ 批准号 ： ２ ０ ０ ６ Ａ Ａ ０ ６ Ｚ ３ ２ １ ） 资助． 联系人简介 ： 林 海波 ， 男 ，博士 ， 教授 ，博士生导师 ， 主要从事环境电化学研究 ．Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｈ ｂ ９ １ ０ ＠ｊ ｌ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
离 子 交 换 膜 对 采 用 生 物 膜 电 极 法 降 解 五 氯 酚 的 影 响
张雪娜 ， 钟新 文 ， 刘呜 禹 ， 李 辰 ， 林海波 ，
（ １ ．吉林警察学 院刑事科学技术工程研究 中心 ， 长春 １ ３ ０ １ １ ７ ； ２ ．吉林大学化学学 院 ， 长春 １ ３ ０ ０ １ ２ ） 摘要 以五氯酚 （ Ｐ Ｃ Ｐ ） 为 目标污染物 ， 在隔膜式 电解槽 中研究 了不 同离 子交换 膜对采 用生物膜 电极法 处理
降解过程 中产生的氯离子对降解效果有影响 ， 同时离子交换膜的影响也很重要 ． 本 文 在 以生物膜 电极为 阴极 、 二 氧化铅 为 阳极 （ Ｔ ｉ ／ Ｐ ｂ Ｏ ： ） 、 离子 交换 膜为 隔膜 的 电解 槽 中 ，比较 了
采 用 阴 、阳离 子交 换膜 在处 理五 氯酚 的过 程 中五氯 酚浓 度和化 学需 氧量 （ Ｃ Ｏ Ｄ） 随时 间 的变化 ，研究 了 采 用 阴离子 交换 膜 和 阳离子交 换膜 对处 理 五氯 酚降解 效果 的影 响．
１ ． ２ 测 定
Ｃ Ｏ Ｄ按重 铬酸 钾标 准方 法 （ Ｇ Ｂ － １ １ ９ １ ４ — ８ ９ ） 用化 学需 氧量 分析 仪 （ 上 海精 密仪 器有 限公 司 ，Ｃ Ｏ Ｄ － ５ ７ １
型） 测定 ； 五氯酚浓度采用高效液相色谱仪测定 ［ Ｅ ｔ 本 岛津高效液相色谱仪 Ｌ Ｃ １ ０ Ａ Ｖ Ｐ ， １ ５ ０ ｍ ｍ ｘ ４ ． ６ ｍ ｍ ｃ 。 反相柱 ， 流动相为甲醇＋ 冰醋酸缓 冲溶 液 （ 冰醋酸体积分 数 ０ ． ２ ％） （ 体积 比 ８ ７： １ ３ ） ， 流速为 １ ． ２ ｍＬ ／ ｍ ｉ ｎ ， 柱 温 为室 温 ］ ； 氯离 子采 用硝 酸银 滴定 法 （ Ｇ Ｂ １ １ ８ ９ ６ — ８ ９ ） 测定 ； ｐ Ｈ值采 用 Ｐ Ｈ Ｓ － ２ ５型数显 酸 度
关键词 生物膜 电极 ；五氯 酚 ； 化学需氧量 ；离子交换膜 ； 废水处理
０ ６ ４ ６ 文 献 标 志码 Ａ 中图分类号
五氯 酚 （ Ｐ Ｃ Ｐ ） 是 一种 应用 广泛 、有毒 的难 降解有 机 物 ，主要 用 于木 材 防腐剂 、除 草剂 、杀真 菌 剂 、
杀虫剂 、 黏合剂、 油漆和建筑材料的生产 ， 在纺织 、 制革 、 造纸和油井开采中也有应用 卫 ］ ．五氯酚 比 较稳定 ， 易富集于沉积物中， 在动植物体 内的富集率高 ， 对水生生物特别是鱼蚌类毒性较大 ， 是典型 的致 畸 、 致 癌 、致 突变 的“ 三致” 污染 物 ，也是 世 界 上公 认 的污染 物 质 ，属 于持 久 性有 机 污 染物 ，为 当 今环境治理的主要研究对象之一 ＿ ３ Ｊ ． 在传统的五氯酚处理方式中， 用任何单一的处理方式都存在着一 定的缺点 ，目前关于五氯酚降解方法的研究主要倾 向于多种处理方法 的组合．生物膜 电极法是结合生 物膜 法 和 电化 学法 的优 点发 展起 来 的一种 新 的水处 理方 法 ， 该法 采用 固定 化技术 将 微 生物 固定 在 电极