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25155-30-0 / 水中十二烷基苯磺酸鈉的降解方法

十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)是一種常用的陰離子表面活性劑,其耐酸堿能力較強,不與水中的鈣、鎂等離子生成沉淀,具有高效的去污性能。同時,SDBS具有優良的分散、抗靜電等特性,被廣泛應用于工業、農業及日常生活中。然而,SDBS的危害極大,排放到水中難以在自然環境中自然降解,易使水產生異味和大量泡沫,影響水體的氧氣交換,加快水體富氧化速率,產生生物毒性。SDBS隨飲用水進入人體能刺激體重增加、加快肝臟合成膽固醇的速度。研究發現,SDBS對水中正常生活生物如海洋橈足類生物有急性毒性作用。更有研究表明直鏈型烷基苯磺酸鈉(LAS)能使小鼠精子畸變率明顯提高。

水中十二烷基苯磺酸鈉的降解方法

因此,通過有效的生物、物理或化學方法促進水體中SDBS的降解來改善水體環境,對人類健康至關重要。目前,SDBS的降解方法主要有物理吸附法、超聲波法、微生物降解法、催化氧化法、泡沫分離法、沉淀法、膜分離法等。

1物理吸附法

物理吸附法是指在分子間相互作用下,將SDBS吸附在固體吸附劑表面的一種方法。比較常用的吸附劑主要有硅藻土、活性炭、高嶺土等。

物理吸附法作為去除有機污染物的一種方法,簡單易行,便于操作。但是該方法原材料用量較大,成本相對較高,工藝處理繁瑣,且再生能耗大,吸附劑難以再次利用,二次污染問題沒有得到徹底解決,限制了其廣泛應用。

2超聲波法

超聲波法是指在適合的酸堿條件下,利用超聲作用,將溶液中大分子污染物分解成小分子物質的一種方法。該技術用于降解SDBS,對凈化環境具有重要意義。

一般來說,超聲波法是一種相對簡便的方法,且SDBS降解率一般隨著超聲功率的增大而增大。然而,單獨使用超聲波完全降解有機污染物一般耗能非常大,反應周期長。在國外,超聲波降解有機物一般作為一種有效的輔助降解手段,并不單獨使用。

3微生物降解法

微生物降解法是國內外比較常用的降解方法,其主要機理為:在微生物存在條件下,SDBS上烷基鏈發生氧化或者磺化反應,分解成小分子,從而達到降解的目的。微生物降解法一般不引起二次污染。目前,主要通過篩選最有效的降解菌來提高微生物對SDBS的降解率。

4催化氧化法

催化氧化法一般分為化學試劑氧化法、光催化氧化法和電催化氧化法。

1.化學試劑氧化法 一般通過使用催化劑與氧化劑來降解SDBS。

2.光催化氧化法 主要是利用光及催化劑來降解SDBS。光催化氧化法是目前研究較多的一種方法,主要包括半導體材料及其復合材料等光催化氧化SDBS,其中以TiO2及其復合材料為典型代表。TiO2光催化氧化表面活性劑具有無毒、快速、適用底物廣、礦化徹底、可固定、無二次污染等優點,受到很多研究者的關注。

3.電催化氧化法 主要是通過電極上的化學反應直接或間接降解SDBS的一種方法。現階段電催化氧化法主要集中于微電解法的研究,此法操作簡單,對設備要求低,但是能耗相對較大,因而關于其研究還十分有限。

5泡沫分離法

泡沫分離法去除SDBS是指向含有SDBS的泡沫中通入空氣,將SDBS吸附在氣泡表面,濃縮后將SDBS分離出來。泡沫分離法操作簡單,目前己實現工業化應用。相比其它方法,泡沫分離法對SDBS去除率相對較低,僅為50%左右。

6沉淀法

沉淀法也是工業上應用比較成熟的一種污水處理方法,主要分為絮凝沉淀法和混凝沉淀法。絮凝是指將絮凝劑加入水中,一般包括膠體顆粒脫穩、形成絮凝物、相互吸附、沉降分離等過程。混凝則是指將混凝劑加入水中,一般包括膠體分散脫穩、凝聚等過程。

7膜分離法

膜分離法是指利用選擇透過性薄膜將溶液中的某些組分隔開的方法。一般來說,膜處理法對SDBS去除率較高,但膜極易受到污染,難以二次應用。

結語

微生物降解法、泡沫分離法和沉淀法工藝簡單、設備成本相對較低,工業中一般使用這幾種方法來去除水中的SDBS,但一般均存在SDBS去除效果相對較差的缺點;物理吸附法、膜分離法對SDBS去除效率較高,但難以二次應用;超聲波法對SDBS降解效果較好,但能耗大,一般作為輔助手段,并不單獨使用;催化氧化法是一種新型方法,現仍處于實驗室研究階段。因而,將多種降解技術相結合,發揮其不同優勢,避免其劣勢,開發出一種低成本、高效、操作便捷的SDBS降解方法將是研究者今后工作的重點。