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甲基叔丁基醚(MTBE)是目前世界上无铅汽油中应用最广的添加剂,主要用以取代烷基铅来提高辛烷值。随着无铅汽油的广泛使用,MTBE通过炼油厂、加油站、汽车维修厂、公路沿线及贮油罐等各种途径泄漏排放进入环境中的数量也在不断增加。而由于MTBE性质稳定且水溶性较强,在水中扩散速度亦较快,可在环境水体中造成持久性的危害,特别是对地下水构成了潜在的污染。毒理学研究表明,MTBE是一种动物致癌物质和人体可疑致癌物质。
本文通过自制鼓泡反应器,分别利用O<,3>和H<,2>O<,2>/O<,3>氧化工艺技术对水体中的MTBE进行了氧化降解试验。研究吹脱作用对MTBE的去除,考察不同进气流量、初始MTBE浓度、pH、温度以及H<,2>O<,2>添加量对MTBE氧化降解的影响。并建立O<,3>和H<,2>O<,2>/O<,3>氧化模型以研究探讨相应的反应机理、降解途径和反应动力学。
O<,3>氧化降解MTBE试验中,在温度T=293K,MTBE初始浓度C<,0>=5mg·L<1>,pH=6.5,气体流量Q=0.5 L·min<-1>时,反应60min后,MTBE降解去除率为67.7%。CODcr去除率为58.7%,O<,3>氧化MTBE反应可用拟一级动力学方程来表示,得到的速率常数k=1.20×10<7> exp(-49.7/RT)。
H<,2>O<,2>/O<,3>氧化降解MTBE试验中,在温度T=293K,MTBE初始浓度C<,0>=10mg·L<-1>,pH=6.5,气体流量Q=0.5 L·min<-1>,H<,2>O<,2>(浓度0.6%)添加量为0.2mL时,反应30min后,MTBE降解去除率便可达75.5%,CODcr去除率为68.0%。H<,2>O<,2>/O<,3>氧化MTBE反应亦可用拟一级动力学方程来表示,得到的速率常数k=1.20×10<6>exp(-40.5/RT)。
以GC保留时间法检测到O<,3>和H<,2>O<,2>/O<,3>氧化MTBE的降解产物有叔丁基甲酯(TBF)、叔丁醇(TBA)、乙酸甲脂(MA)和丙酮(AC)等,GC-MS检测到的中间产物主要有叔丁醇。