臭氧氧化處理染料廢水的過程強(qiáng)化.pdf

1、染料廢水存在水量大、水質(zhì)復(fù)雜、色度深、以及含有“三致”毒性物質(zhì)等特點(diǎn)。若不妥當(dāng)處理，將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，從而危害人體健康。在染料廢水處理方面，臭氧氧化技術(shù)由于其高效性和無(wú)二次污染特點(diǎn)而被廣泛研究。然而，傳統(tǒng)的臭氧氧化技術(shù)由于其成本較高，傳質(zhì)效率低，臭氧利用率低，從而阻礙了該技術(shù)工業(yè)應(yīng)用發(fā)展。
　　本研究設(shè)計(jì)微泡加壓反應(yīng)器強(qiáng)化臭氧氧化技術(shù)，氧化降解酸性紅18（AR18）模擬染料廢水。采用VOF模型模擬外加壓力場(chǎng)對(duì)微泡反應(yīng)器內(nèi)氣液界

2、面的變化規(guī)律，并考察了該反應(yīng)器對(duì)臭氧傳質(zhì)，廢水脫色及礦化（TOC去除率）效率的影響。同時(shí)還將微泡加壓強(qiáng)化O3/Ca(OH)2體系，研究了該聯(lián)用技術(shù)對(duì)染料廢水礦化降解的影響及強(qiáng)化機(jī)理。全文的主要研究結(jié)果如下：
　　微泡加壓反應(yīng)器有效提高了其傳質(zhì)效率，液相中臭氧濃度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)速率較快，其液相中臭氧濃度約為11.7 mg/L，比鼓泡體系高約10％。微泡加壓反應(yīng)器中羥基自由基產(chǎn)生量高于傳統(tǒng)鼓泡體系，臭氧通入5 min，微泡體系中羥基自由

3、濃度高達(dá)121.45μM，比鼓泡體系提高了約11倍。液相中臭氧濃度以及羥基自由基產(chǎn)生量受壓力影響較小，溫度影響較大，水中臭氧濃度隨溫度的增加而減少，羥基自由基產(chǎn)生量隨溫度增加而增加，兩者都隨進(jìn)口臭氧濃度及流量的增加而增加。
　　微泡反應(yīng)體系中廢水脫色及礦化效率都高于鼓泡體系，微泡體系中染料廢水完全脫色需8 min，臭氧氧化處理35 min，對(duì)廢水TOC去除率高達(dá)70%以上。礦化過程通過一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合，測(cè)得微泡體系中一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)

4、為0.0343 min-1，比鼓泡體系反應(yīng)速率常數(shù)高一個(gè)數(shù)量級(jí)。在微泡體系中，體系壓力變化對(duì)廢水脫色率及TOC去除率影響較??；在相同處理時(shí)間下，酸性紅18初始濃度越大，脫色率和礦化率越?。贿M(jìn)口臭氧濃度越高，染料廢水的脫色及礦化效果越好。運(yùn)用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）檢測(cè)了氧化過程中8種中間產(chǎn)物，并依此推測(cè)出了酸性紅18的降解機(jī)理。
　　在微泡加壓反應(yīng)器強(qiáng)化O3/Ca(OH)2體系中，考察了Ca(OH)2用量、體系壓力、液相溫度、

5、酸性紅18初始濃度以及進(jìn)口臭氧流量及臭氧濃度對(duì)廢水脫色及TOC去除影響。在0~3 g/L間，廢水脫色和礦化效率隨著Ca(OH)2加入量的增加而增加，最佳Ca(OH)2用量為2 g/L。廢水脫色率及TOC去除率受體系壓力、溫度影響較??；在相同處理時(shí)間下，酸性紅18初始濃度越大，脫色率和礦化率越??；臭氧進(jìn)口濃度和進(jìn)口流量的增加有利于酸性紅18脫色與礦化。O3/Ca(OH)2體系中強(qiáng)化機(jī)理為Ca(OH)2電離產(chǎn)生OH-和Ca2+，在OH-/O