论文部分内容阅读
硝基苯广泛存在于燃料、火炸药和医药等工业废水中,丁基黄药是有色金属矿选矿的主要浮选药剂,对于这些废水的处理方法研究广泛引起了人们的重视。使用活性炭的臭氧氧化技术可以有效降解这些有机物,是近年来研究的热点问题。提高这些有机污染物的降解效果和利用剩余臭氧是制约该项技术推广应用的关键问题。本文设计并自制了实验装置,采用雾化-多相协同臭氧氧化工艺对其进行了处理。主要内容如下：雾化-多相协同臭氧氧化工艺对硝基苯的去除具有明显的协同效应。研究了雾化-多相协同臭氧氧化工艺的喷雾条件和对降解硝基苯的各种因素的影响。在此基础上挑选出四种重要的因素进行优化实验。在设计实验范围内影响硝基苯降解的主次因素为：臭氧投加量>活性炭投加量>pH值>紫外灯功率。该工艺对硝基苯平均去除率为94.94%。研究了体系中几种无机离子对硝基苯降解的影响。C032-和Cl-对体系降解硝基苯具有一定的抑制作用,N03-对硝基苯降解影响较小。随着废水中Cu2+、Mn2+浓度的增加,对硝基苯的降解经历了先促进后抑制过程,活性炭反应前后表面形貌改变较大。氧化反应使活性炭表面的羧基和内酯基数量增多,酚羟基和碱性基团数量减少。活性炭的吸附容量在反应后逐渐降低。体系中有微量过氧化氢产生。降解产物主要有硝基苯酚类,硝基苯多酚类,小分子有机酸和硝酸根。在雾化-多相协同臭氧化工艺降解硝基苯的过程中,采用雾化技术,充分利用了体系中的剩余臭氧,进一步提高了硝基苯的降解效率。在整个体系中,紫外光和活性炭协同臭氧产生了过氧化氢,过氧化氢和溶液中的氢氧根共同引发了臭氧产生具有强氧化性的羟基自由基,完成了硝基苯的降解过程。雾化-多相协同臭氧氧化硝基苯的过程遵从一级化学反应动力学方程。液滴粒径对硝基苯降解速率常数具有负相关性；紫外灯功率、活性炭投加量和水温对硝基苯降解速率常数具有正相关性；pH值和臭氧投加量对硝基苯降解速率常数有最佳值。经验动力学方程为：C=Coexp(-4.54×10-6Q0.50G0.31W0.11t)。雾化-多相协同臭氧氧化工艺降解丁基黄药反应遵从一级化学反应动力学。对体系中几种主要因素影响丁基黄药降解的动力学进行了分析,pH值和臭氧投加量对丁基黄药降解速率常数有最佳值；紫外灯功率和活性炭投加量对丁基黄药的降解速率常数具有正相关性；丁基黄药浓度对丁基黄药的降解速率常数具有负相关性。丁基黄药的降解过程中有CO32-和SO42-生成。该方法对实际选矿废水中丁基黄药和COD去除率分别达到98.3%和70.3%。