張 錦，李圭白
（哈爾濱工業大學市政環境工程學院，黑龍江 哈爾濱 150090）

　　摘要：分別以杯罐震蕩及混凝攪拌試驗為基礎，對苯酚及其誘發臭味進行了去除研究。通過氯與高錳酸鉀復合藥劑對苯酚作用效果的對比，表明氯化能使苯酚產生臭味，而高錳酸鉀復合藥劑對苯酚表現出很高的去除作用，且能控制苯酚氧化臭味的產生。
　　關鍵詞：給水處理；酚；去除；高錳酸鉀；氯；氯化副產物
　　中圖分類號：X783；TU991.27
　　文獻標識碼：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沒有臭味。但苯酚卻是臭味前質有機物，因為在水處理中、尤其是在水體加氯處理中，苯酚會與氯結合形成氯酚，從而產生一定的臭味，引發水體異臭^[1-2]。因此，本文在對水中苯酚去除效能的研究基礎上，又提出了對由苯酚產生臭味的去除與控制，并對高錳酸鉀復合藥劑與氯化處理對苯酚及其臭味的去除效果進行了對比。

1 試驗方法

　　試驗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值調節為7.0，并分別進行杯罐震蕩反應試驗和燒杯模擬攪拌混凝試驗。震蕩反應以反應水樣經0.22μm混合纖維樹酯微孔濾膜過濾的濾后水樣為研究對象，而混凝攪拌試驗以混凝沉淀反應的沉后水為研究對象，分別分析高錳酸鉀復合藥劑對苯酚及其誘發的臭味的去除。混凝試驗以聚合氯化鋁（PAC）為混凝劑，在試驗中同時對單純混凝與高錳酸鉀復合藥劑（PPC）預處理對混凝過程去除苯酚及其氯化臭味的強化效果進行研究。試驗中苯酚含量以4-氨基安替比林直接分光光度法分析，臭味以6級臭味強度分析法分析。

2 試驗結果及分析討論

　　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 杯罐震蕩反應對臭味的去除
　　震蕩反應在電動震蕩器上進行。表1表示含量為20mg/L的苯酚水樣經不同量Cl₂和PPC處理后所產生臭味的比較，而表2表示高錳酸鉀復合藥劑在氯前和氯后投加對臭味的影響。

表1 Cl₂與PPC單獨與苯酚作用對臭味的影響 加藥類別 加藥量/(mg·L^-1) 反應時間/min 臭味強度/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，含苯酚水樣直接進行氯化處理能產生強烈的臭味，而且在一定范圍內，增加氯投量和延長反應時間對臭味強度影響不大，臭味強度基本都在3級左右；而直接經PPC處理卻不會產生臭味。這一結果表明苯酚經氯作用后會轉化為氯酚，從而會使水體產生強烈的臭味，且在一定范圍內增加氯投量和延長反應時間對氯酚生成量影響不大，因而對臭味沒有明顯影響；而苯酚經高錳酸鉀復合藥劑作用后，不管苯酚的去除程度如何，由于不會生成氯酚，因此不會產生臭味。
　　表2是在表1的基礎上，考察高錳酸鉀復合藥劑對苯酚氯化臭味的去除與控制。從表2可以看出，苯酚經氯化后再投加高錳酸鉀復合藥劑，出水臭味強度與表1中的單純氯化相比有明顯降低，而若經高錳酸鉀復合藥劑預處理后再加氯，臭味強度也明顯降低，出水基本沒有臭味。這一結果表明高錳酸鉀復合藥劑一方面可以有效去除酚臭前質苯酚的含量，進而控制氯化處理時臭味的產生；另一方面，高錳酸鉀復合藥劑又能直接去除氯化后產生的臭味物質氯酚，從而去除酚臭。
2.2 混凝攪拌試驗對臭味的去除
　　混凝攪拌試驗是在六聯攪拌器上進行的。各燒杯中加入1000mL含量為20mg/L的苯酚水樣，將pH值調為7，分別加入不同量的PPC并進行中速（150r/min）攪拌10min，再分別加入100mg/L的聚合氯化鋁（PAC）進行混凝，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加入液氯進行氯化反應（投氯量為12.8mg/L，氯化時間10min），分析不同量PPC對苯酚及其誘發臭味的強化去除效果，結果見圖1和圖2所示。圖二表示混凝試驗中PPC預處理對出水剩余苯酚濃度的影響，圖2表示相應出水臭味強度的變化情況。其中圖1和圖2中橫軸為0的點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）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進行預處理，則出水中苯酚剩余濃度降為5mg/L，去除率在混凝基礎上提高了近50％，再增加PPC的投量，出水中苯酚剩余濃度繼續降低，當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99％。可見，PPC預處理對苯酚有著很好的強化混凝去除效果。
　　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，但卻使出水產生較強的臭味；若在開始時投加PPC進行預處理，則出水中臭味基本上可以得到控制，如在PPC預投量為20mg/L和40mg/L，出水臭味由單純混凝氯化的3級降為1級，當PPC預投量增至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，采用高錳酸鉀復合藥劑處理能很好地控制苯酚經混凝沉淀氯化處理后臭味的產生。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，因此再經后續的氯化處理時，氯與剩余較高濃度的苯酚作用生成氯酚而使出水產生較強的臭味。而
高錳酸鉀復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，出水不會產生臭味或臭味很小。因此可以說，高錳酸鉀復合藥劑預處理能很好地去除臭味前質污染物，因而能防止氯化過程中臭味的產生。

3 結語

　　通過高錳酸鉀復合藥劑及氯對苯酚的作用效果的對比研究，可得出如下幾點結論：
　　①氯與含苯酚水樣作用會使水樣產生強烈的臭味，且在一定范圍內增加氯投量和延長反應時間對處理后水樣的臭味強度影響不大。
　　②高錳酸鉀復合藥劑對苯酚有很好的去除作用。同時，高錳酸鉀復合藥劑不僅能通過去除臭味前質苯酚而控制氯化過程中酚臭的產生，而且在氯化酚臭產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，投加高錳酸鉀復合藥劑預處理后對混凝除酚具有很好的強化效應，而且對混凝氯化處理后水體臭味的產生具有很好的抑制作用。

參考文獻：
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[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，哈爾濱工業大學博士生，聯系電話：(0451)6282172，2364170，哈爾濱市南崗區海河路202號，哈爾濱工業大學第二校區805＃（150090）。