超聲臭氧強(qiáng)化處理高濃度有機(jī)廢水研究
本文主要研究了超聲臭氧處理高濃度有機(jī)廢水的可行性及其作用機(jī)理。
研究內(nèi)容包括兩個部分:單一臭氧強(qiáng)化處理及超聲臭氧強(qiáng)化降解高濃度苯酚廢水。主要考察了溫度、臭氧進(jìn)氣量、pH值,攪拌、廢水的初始濃度及反應(yīng)時間對兩種降解苯酚方法的影響。研究了兩種降解苯酚方法的作用機(jī)理及反應(yīng)動力學(xué),并對兩種方法進(jìn)行了對比,得到如下結(jié)論:
一、對單一臭氧氧化來說
1、臭氧混合氣體進(jìn)氣量對苯酚降解率有一定影響,在臭氧混合氣體流量較小時,苯酚溶液COD的去除率隨進(jìn)氣量的增加而增加,當(dāng)臭氧混合氣體流量達(dá)到一定值后,COD的去除率就不再隨進(jìn)氣量增加而改變。
2、溫度對臭氧氧化降解苯酚廢水的影響不大。在實(shí)驗(yàn)所研究10~40℃的溫度范圍內(nèi),20℃時效果更好。
3、苯酚溶液的初始pH值對臭氧化有比較重要的影響。臭氧氧化降解苯酚有一個更佳pH范圍,當(dāng)初始pH值=11~12時,苯酚溶液的COD去除效果更高。
4、攪拌在一定程度上能增加苯酚廢水COD的去除率,但效果并不明顯。
5、反應(yīng)時間對臭氧氧化有比較明顯的影響。隨反應(yīng)時間增長;苯酚溶液的COD去除率增大,反應(yīng)9小時,COD去除率可達(dá)93%。但單一臭氧氧化不能使反應(yīng)進(jìn)行徹底。
6、反應(yīng)過程中溫度基本不變,反應(yīng)4小時后,廢水的pH值由原來的6.3降到3.1左右。
7、苯酚溶液的初始濃度對臭氧氧化有一定的影響,隨著苯酚溶液初始濃度的增大,COD去除率下降。
8、不同初始濃度下苯酚單一臭氧氧化降解的ln(C_0/C)與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線呈較好的線性關(guān)系,說明臭氧化降解苯酚反應(yīng)動力學(xué)符合宏觀一級反應(yīng)。并且初始濃度越大的對應(yīng)的表觀速率常數(shù)越小,降解越慢。
二、對超聲強(qiáng)化奧氧氧化來說:
1、臭氧混合氣體進(jìn)氣t對苯酚溶液去除率有一定影響,在臭氧混合氣體流t較小時,苯酚溶液COD去除率隨進(jìn)氣t的增加而 增加,當(dāng)臭氧混合氣體流t達(dá)到一定值(如0.lm3lh)后,COD的 去除率就不再隨進(jìn)氣t而改變。
2、溶液初始pH值對超聲強(qiáng)化奧暇化降解苯酚溶液有較大的影 響,在pH值小于n之前,c0D去除率隨溶液初始pH值增大而增 加,但當(dāng)pH值達(dá)n之后,COD去除率又隨pH值升高而下降.
3、苯酚溶液的初始濃度對超聲強(qiáng)化奧氧氧化有比較明顯的影 響,隨著苯酚初始濃度的增大,超聲強(qiáng)化臭氧氧化對其COD的降 解率降低。
4、超聲波的引入使得反應(yīng)過程中溫度上升,反應(yīng)4小時溫度 上升了28℃.而溶液pH值的變化情況與單一奧氧氧化基本相同。
5、單獨(dú)采用超聲波清洗器(頻率為SOkHz,功率12Ow),對高 濃度苯酚溶液(初始COD 4000mglL)的COD基本上沒有降解效果。
6、對比了超聲強(qiáng)化奧氧化和單一奧氧化對高濃度苯酚溶液 COD的降解效果.超聲的引入使反應(yīng)明顯加快,能夠使得反應(yīng)徹底 進(jìn)行,在超聲與奧氧共同的作用下,反應(yīng)14小時可使初始COD值 為4000mg/L的苯酚溶液COD去除率達(dá)100%。
7、超聲強(qiáng)化與臭氧氧化聯(lián)合有一定的協(xié)同作用。
8、不同初始濃度下超聲強(qiáng)化奧暇載化降解苯酚的坑(CO/C) 與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線呈較好的線性關(guān)系,說明在超聲強(qiáng)化奧氧氧 化作用下,苯酚廢水降解反應(yīng)動力學(xué)符合宏觀一級反應(yīng).也求出了 不同初始濃度苯酚降解的表觀速率常數(shù),并且初始濃度越大的對應(yīng) 的表觀速率常數(shù)越小,降解越慢。