类Fenton体系降解间甲酚的研究及其响应面优化

doi:10.11894/iwt.2018-0939

工业水处理 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (11): 45-48. doi: 10.11894/iwt.2018-0939

类Fenton体系降解间甲酚的研究及其响应面优化

刘屹¹(),许昶雯²,王国英^1,*

1. 太原理工大学环境科学与工程学院, 山西太原 030024
2. 滁州学院土木与建筑工程学院, 安徽滁州 239000

收稿日期:2019-09-22 出版日期:2019-11-20 发布日期:2019-11-22
通讯作者: 王国英 E-mail:379977076@qq.com
作者简介:刘屹(1992-),硕士。电话:15503479131, E-mail:379977076@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(51408396);山西省研究生联合培养基地人才培养项目(2018JD18)

Degradation of m-cresol by Fenton-like system and its response surface optimization

Yi Liu¹(),Changwen Xu²,Guoying Wang^1,*

1. College of Environmental Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
2. College of Civil and Architecture Engineering, Chuzhou University, Chuzhou 239000, China

Received:2019-09-22 Online:2019-11-20 Published:2019-11-22
Contact: Guoying Wang E-mail:379977076@qq.com
Supported by:
国家自然科学基金(51408396);山西省研究生联合培养基地人才培养项目(2018JD18)

摘要/Abstract

摘要：

焦化废水中的间甲酚质量浓度可达90 mg/L，为了高效处理工业含酚废水，以间甲酚为目标污染物，采用基于硫酸根自由基的HA/Fe²⁺/PMS类Fenton体系，考察了各因素对间甲酚降解效能的影响。采用Box-Behnken响应面法优化了反应条件并拟合出回归模型，在反应溶液初始pH=4时，得出最佳反应条件：Fe²⁺浓度0.5 mmol/L，PMS投加量5 mmol/L，HA浓度2.5 mmol/L，在此优化条件下，间甲酚去除率为92.84%。

关键词: 类Fenton体系, 硫酸根自由基, 响应面法, 间甲酚

Abstract:

Since the content of m-cresol in the coking wastewater can reach 90 mg/L, it can be used as the targeted contaminant to investigate the treatment efficiency of industrial wastewater containing phenols. A Fenton-like system of HA/Fe²⁺/PMS based on sulfate radical was applied to degrade m-cresol. The effects of various factors on the degradation of m-cresol were investigated. The Box-Behnken response surface method was adopted to optimize reaction conditions and fit the regression model. With the initial solution pH of 4, the removal rate of m-cresol reached 92.84% under the optimal conditions, which were found at Fe²⁺ concentration of 0.5 mmol/L, PMS dosage of 5 mmol/L, and HA concentration of 2.5 mmol/L.

Key words: Fenton-like system, sulfate radical, response surface methodology, m-cresol

中图分类号:

X703

刘屹,许昶雯,王国英. 类Fenton体系降解间甲酚的研究及其响应面优化[J]. 工业水处理, 2019, 39(11): 45-48.

Yi Liu,Changwen Xu,Guoying Wang. Degradation of m-cresol by Fenton-like system and its response surface optimization[J]. Industrial Water Treatment, 2019, 39(11): 45-48.

https://www.iwt.cn/CN/Y2019/V39/I11/45

图/表 6

参考文献 12

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初始pH	1.5	2	3	4	5	7	10	12.5
反应30s后pH	1.5	1.96	2.36	2.40	2.45	2.47	5.50	12.40
反应结束时pH	1.4	1.67	1.79	1.82	1.83	1.85	2.38	12.30
去除率/%	33.0	81.7	95.2	95.4	95.5	90.9	74.5	28.7

初始pH	1.5	2	3	4	5	7	10	12.5
反应30s后pH	1.5	1.96	2.36	2.40	2.45	2.47	5.50	12.40
反应结束时pH	1.4	1.67	1.79	1.82	1.83	1.85	2.38	12.30
去除率/%	33.0	81.7	95.2	95.4	95.5	90.9	74.5	28.7

编码水平	实验因素及各水平取值
编码水平	A（Fe²⁺浓度）/（mmol·L^-1）	B（PMS投加量）/（mmol·L^-1）	C（HA浓度）/（mmol·L^-1）
-1	0.025	0.5	0.5
0	0.26	2.75	1.5
1	0.5	5	2.5

编码水平	实验因素及各水平取值
编码水平	A（Fe²⁺浓度）/（mmol·L^-1）	B（PMS投加量）/（mmol·L^-1）	C（HA浓度）/（mmol·L^-1）
-1	0.025	0.5	0.5
0	0.26	2.75	1.5
1	0.5	5	2.5

实验号	编码水平			去除率/%
实验号	A	B	C	预量值Y₁	实测值Y₂
1	0	-1	1	10.23	10.47
2	0	0	0	39.64	37.01
3	1	0	1	62.76	60.88
4	0	1	-1	32.23	31.99
5	1	1	0	72.52	71.25
6	0	0	0	36.8	37.01
7	-1	0	1	37.76	36.24
8	0	0	0	37.93	37.01
9	0	-1	-1	5.34	2.19
10	1	-1	0	11.56	13.19
11	-1	0	-1	16.76	18.63
12	-1	1	0	44.65	43.02
13	0	1	1	71.12	74.27
14	0	0	0	35.13	37.01
15	-1	-1	0	6.21	7.48
16	0	0	0	35.54	37.01
17	1	0	-1	26.41	27.93

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方差来源	平方和	自由度	均方	F值	P值	显著性
模型	6840.44	9	760.05	99.16	＜0.000 1	非常显著
A	575.79	1	575.79	75.12	＜0.000 1	非常显著
B	4379.54	1	4 379.54	571.37	＜0.000 1	非常显著
C	1278.41	1	1 278.41	166.79	＜0.000 1	非常显著
AB	126.79	1	126.79	16.54	0.004 8	非常显著
AC	58.92	1	58.91	7.69	0.027 6	显著
BC	289	1	289.00	37.70	0.000 5	非常显著
A²	8.97	1	8.97	1.17	0.315 1
B²	94.31	1	94.31	12.30	0.009 9	非常显著
C²	27.28	1	27.28	3.56	0.101	2
残差	53.65	7	7.66	3.96	0.1083
失拟值	40.15	3	13.38
纯误差	13.50	4	3.38
总离差	6 894.09	16

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