超重力强化臭氧氧化降解水中硝基苯反应动力学及机理研究
发布时间：2020-12-14 20:17
以臭氧为核心的高级氧化技术因其氧化性强,与有机污染物反应速率快且在水体中无二次污染等特点,在难生物降解有机废水处理领域中有着广泛的应用。但此技术受限于臭氧气体水溶性差、溶解度低等缺陷,致使其在实际废水处理中经济性普遍较差。借助于旋转填料床（rotating packed bed,RPB）为载体实现的超重力技术,因其相较于传统气-液反应设备可将气-液传质系数提升1-2个数量级,使得超重力技术与臭氧化工艺的耦合将为水中有机污染物氧化降解提供了一种新思路。当前对于超重力技术与臭氧化工艺的研究大多集中于通过优化工艺参数以提升工艺的降解效能,缺乏对超重力环境下臭氧氧化降解水中污染物动力学及机理的深入探究,而此部分工作的完成对于反应装置的改进及臭氧化工艺的进一步优化都显得尤为重要。综上,本文以典型难生物降解的水中有机污染物硝基苯作为目标污染物,以超重力旋转填料床为反应器,采用臭氧化工艺处理水中硝基苯化合物,进行超重力环境下臭氧氧化降解硝基苯的反应动力学及降解机理研究。将臭氧化过程分为臭氧传质性能与水中臭氧自分解动力学,臭氧与硝基苯直接反应动力学,羟基自由基（·OH）与硝基苯间接反应动力学以及硝基苯...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超重力旋转填料床示意图
自由基与有机污染物作用的间接反应，具体反应路径如图 1.5 所示。图 1.5 臭氧在水中的反应路径图1.5.1 臭氧自分解反应臭氧无论处于气态还是液态都不稳定，臭氧在液态下极易发生自分解生成一系列自由基，这是臭氧用作水处理领域中需要关注的一个问题。因为臭氧在水中的自分解速率决定了臭氧处理单元在整个废水处理过程中所处的位置、装置容量和臭氧需要量[43]。因此，在研究臭氧化技术降解水中有机污染物时，臭氧自分解动力学的研究是必不可少的部分。臭氧在水中的自分解反应主要受初始 pH、UV、臭氧浓度及自由基抑制剂的影响[44]。由于·OH 的重要性，水中臭氧的自分解受到广泛地关注，水中臭氧自分解反应动力学的研究始于 20 世纪之初，因为水中臭氧性质不稳定以及不同学者采用的研究方法（如水质、缓冲体系、臭氧检测手段）不同，导致得到的水中臭氧自分解动力学模型普适性较差。目前得到的速率方程在形式上有一项式和二项式，对臭氧的反应级数有 1.0 级、1.5级和 2.0 级等，其中速率常数是温度和 pH 等的函数，表 1-3 总结了近些年来在不同 pH条件下水中臭氧自分解动力学研究情况。
图 2.1 传质及自分解实验流程图1-氧气瓶；2-阀门；3-臭氧发生器；4-气相臭氧浓度检测仪；5-电机；6-错流旋转填料床；7-密封圈；8-液体流量计；9-液泵；10-储液槽；11-余氧浓度测试仪；12-KI 溶液2.2.3 分析方法使用气相臭氧浓度测试仪检测气相臭氧浓度，利用 CJ/T 3028.2-94 中所述的碘量法标定；使用余氧浓度测试仪检测液相臭氧浓度，采用碘量法进行标定。2.3 超重力强化臭氧传质性能研究2.3.1 温度的影响在初始 pH 为 3.0，超重力因子 β 为 40，气相臭氧浓度为 40 mg/L，液体流量为 100
【参考文献】：
期刊论文
[1]强化臭氧传质的研究进展[J]. 秦月娇,焦纬洲,杨鹏飞,刘有智. 过程工程学报. 2017(02)
[2]Effects of Coexisting Substances on Nitrobenzene Degradation with O3/H2O2 Process in High-Gravity Fields[J]. Zhang Shiguang,Qin Yuejiao,Zhang Dongming,Jiao Weizhou,Guo Liang,Liu Youzhi. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2016(04)
[3]铁碳微电解处理含硝基苯废水[J]. 俸志荣,焦纬洲,刘有智,许承骋,郭亮,余丽胜. 化工学报. 2015(03)
[4]磁场强化臭氧液相传质[J]. 张波,孙鑫,吴春笃,徐岗. 环境工程学报. 2015(03)
[5]RPB-O3/H2O2法处理硝基苯模拟废水[J]. 郭亮,焦纬洲,刘有智,许承骋,佘冲冲,王朝冉,李焙,王彦,丁永亮. 环境工程学报. 2014(12)
[6]臭氧紫外组合工艺协同深度处理染料废水实验研究[J]. 邹海明,王艳,李飞跃,马万征. 工业水处理. 2014(09)
[7]超声辐射强化活性炭—好氧生化法处理硝基苯废水[J]. 冯建红. 煤炭与化工. 2013(05)
[8]溶液初始pH值对2,4-D臭氧直接反应动力学的影响[J]. 陈岚,权宇珩. 化工学报. 2011(06)
[9]磁强化臭氧氧化生化处理二级出水的试验研究[J]. 孙静波,毕学军. 环境污染与防治. 2009(08)
[10]臭氧/过氧化氢降解内分泌干扰物西草净[J]. 孙颖,李绍峰. 辽宁化工. 2009(06)
博士论文
[1]松花江中硝基苯类污染物应急检测及水质达标技术研究[D]. 纪峰.哈尔滨工业大学 2010
[2]超声强化臭氧/蜂窝陶瓷催化氧化去除水中有机物的研究[D]. 赵雷.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]超重力强化O3/H2O2氧化降解含硝基苯废水的研究[D]. 郭亮.中北大学 2015
[2]臭氧化降解水中双酚A的效能及动力学[D]. 侯甲才.山东农业大学 2014
[3]镇江市水源突发有机污染应急处理工艺研究[D]. 陈蓓蓓.同济大学 2008
本文编号：2916963
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超重力旋转填料床示意图
自由基与有机污染物作用的间接反应，具体反应路径如图 1.5 所示。图 1.5 臭氧在水中的反应路径图1.5.1 臭氧自分解反应臭氧无论处于气态还是液态都不稳定，臭氧在液态下极易发生自分解生成一系列自由基，这是臭氧用作水处理领域中需要关注的一个问题。因为臭氧在水中的自分解速率决定了臭氧处理单元在整个废水处理过程中所处的位置、装置容量和臭氧需要量[43]。因此，在研究臭氧化技术降解水中有机污染物时，臭氧自分解动力学的研究是必不可少的部分。臭氧在水中的自分解反应主要受初始 pH、UV、臭氧浓度及自由基抑制剂的影响[44]。由于·OH 的重要性，水中臭氧的自分解受到广泛地关注，水中臭氧自分解反应动力学的研究始于 20 世纪之初，因为水中臭氧性质不稳定以及不同学者采用的研究方法（如水质、缓冲体系、臭氧检测手段）不同，导致得到的水中臭氧自分解动力学模型普适性较差。目前得到的速率方程在形式上有一项式和二项式，对臭氧的反应级数有 1.0 级、1.5级和 2.0 级等，其中速率常数是温度和 pH 等的函数，表 1-3 总结了近些年来在不同 pH条件下水中臭氧自分解动力学研究情况。
图 2.1 传质及自分解实验流程图1-氧气瓶；2-阀门；3-臭氧发生器；4-气相臭氧浓度检测仪；5-电机；6-错流旋转填料床；7-密封圈；8-液体流量计；9-液泵；10-储液槽；11-余氧浓度测试仪；12-KI 溶液2.2.3 分析方法使用气相臭氧浓度测试仪检测气相臭氧浓度，利用 CJ/T 3028.2-94 中所述的碘量法标定；使用余氧浓度测试仪检测液相臭氧浓度，采用碘量法进行标定。2.3 超重力强化臭氧传质性能研究2.3.1 温度的影响在初始 pH 为 3.0，超重力因子 β 为 40，气相臭氧浓度为 40 mg/L，液体流量为 100
【参考文献】：
期刊论文
[1]强化臭氧传质的研究进展[J]. 秦月娇,焦纬洲,杨鹏飞,刘有智. 过程工程学报. 2017(02)
[2]Effects of Coexisting Substances on Nitrobenzene Degradation with O3/H2O2 Process in High-Gravity Fields[J]. Zhang Shiguang,Qin Yuejiao,Zhang Dongming,Jiao Weizhou,Guo Liang,Liu Youzhi. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2016(04)
[3]铁碳微电解处理含硝基苯废水[J]. 俸志荣,焦纬洲,刘有智,许承骋,郭亮,余丽胜. 化工学报. 2015(03)
[4]磁场强化臭氧液相传质[J]. 张波,孙鑫,吴春笃,徐岗. 环境工程学报. 2015(03)
[5]RPB-O3/H2O2法处理硝基苯模拟废水[J]. 郭亮,焦纬洲,刘有智,许承骋,佘冲冲,王朝冉,李焙,王彦,丁永亮. 环境工程学报. 2014(12)
[6]臭氧紫外组合工艺协同深度处理染料废水实验研究[J]. 邹海明,王艳,李飞跃,马万征. 工业水处理. 2014(09)
[7]超声辐射强化活性炭—好氧生化法处理硝基苯废水[J]. 冯建红. 煤炭与化工. 2013(05)
[8]溶液初始pH值对2,4-D臭氧直接反应动力学的影响[J]. 陈岚,权宇珩. 化工学报. 2011(06)
[9]磁强化臭氧氧化生化处理二级出水的试验研究[J]. 孙静波,毕学军. 环境污染与防治. 2009(08)
[10]臭氧/过氧化氢降解内分泌干扰物西草净[J]. 孙颖,李绍峰. 辽宁化工. 2009(06)
博士论文
[1]松花江中硝基苯类污染物应急检测及水质达标技术研究[D]. 纪峰.哈尔滨工业大学 2010
[2]超声强化臭氧/蜂窝陶瓷催化氧化去除水中有机物的研究[D]. 赵雷.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]超重力强化O3/H2O2氧化降解含硝基苯废水的研究[D]. 郭亮.中北大学 2015
[2]臭氧化降解水中双酚A的效能及动力学[D]. 侯甲才.山东农业大学 2014
[3]镇江市水源突发有机污染应急处理工艺研究[D]. 陈蓓蓓.同济大学 2008
本文编号：2916963
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/2916963.html
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