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2023-03-21    来源:http://www.o3test.com/   浏览量:    
臭氧催化氧化对有机物降解效果分析
接上一篇文章:臭氧催化氧化处理化学镀镍废水实验方法
臭氧催化氧化对有机物降解效果分析
1)臭氧投加量的影响。
臭氧催化氧化实验在室温下进行,废水初始 pH 为 5,反应时间为 60 min,通过调节臭氧进气浓度控制臭氧的投加量,图 2 和图 3 为不同臭氧投加量条件下水中有机物的降解情况。由图 2 可知,随着臭氧投加量的增加,水中 COD 的去除率不断升高,当臭氧投加量增 至 400 mg·L−1 时 , COD由 532  mg·L−1 降 至 246  mg·L−1, UV254 由 0.468降至 0.098,COD 和 UV254 的去除率分别升至53.7% 和 79.1%。COD 和 UV254 的去除率随着臭氧投加量的增加而逐步升高,当臭氧投加量增到 300 mg·L−1 时,COD 和 UV254 的去除率开始趋于平缓,臭氧的利用率开始下降。臭氧催化氧化主要通过臭氧催化产生·OH,通过·OH 氧化水中有机物。随着臭氧投加量的增加,有机物不断被降解,随着水中可被氧化的有机物的减少,·OH 与有机物发生碰撞的概率降低[17],从而导致臭氧的利用率下降。
2) 溶液初始 pH 的影响。
实验选取了 4 个不同的 pH,用 NaOH 调节废水 pH,臭氧催化氧化时间为 60 min,臭氧的投加量为 300 mg·L−1。由 图 4 可知,初 始 pH 对臭氧催化氧化降 解COD 的影响较大,随着 pH 的升高,COD 的去除率呈上升趋势,当初始 pH 从 5 升到 9 时,COD 的去除率从 46.4% 升至 52.1%。臭氧间接氧化较多发生在中、碱性条件下,臭氧在碱性条件下很不稳定,易促进其自身分解[18],可通过自发的一系列链式反应生成强氧化性的·OH[19],更有利于 COD 的去除。此外随着废水pH 的升高,水中 OH−浓度增加,加剧了臭氧分解产生·OH。
当废水 pH 进一步升高至 11 时,COD 的去除率下降至 40.2%,这可能是因为臭氧催化剂的零电荷点 在 pH=9 附近,酸性或过碱性条件都影响了催化剂表面羟基的电荷形态[20]。此外,由于 pH 的升高,导致羟基自由基的淬灭速率提高,降低了与有机物的接触概率,导致 COD 去除率的降低[21]。
3) 反应时间的影响。
臭氧催化氧化实验在室温下进行,在废水初始 pH 为 5,通过调节臭氧进气浓度控制臭氧投加量为 300 mg·L−1 的条件下,考察了臭氧催化氧化时间对有机物去除效果的影响,结果如图 5 所示。当反应时间从 30 min 增至 60 min 时,COD 和 UV254 的去除率分别从 34.6%、60.4% 升高到 46.4%、76.3%,有机物的去除率随反应时间的延迟而增加。这是由于·OH 在水中的寿命很短 [22],大约 为 10−9  s,臭氧催化氧化中·OH 氧化反应实际发生在催化剂周围,在传质不充分的反应条件下,部分·OH 在未知有机物发生反应之前就已经被淬灭。当臭氧催化氧化时间缩短时,单位时间内臭氧投加量加大,产生的·OH 增多,导致大量·OH 未参与反应就淬灭,从而导致有机物去除率下降。当反应时间到达一定的临界点时,再延长反应时间,其去除率增加不再明显,臭氧催化氧化反应从 60 min延长至 90 min 时,COD 和 UV254 的去除率基本不变。

标签:臭氧催化氧化(22)有机物(3)效果分析(2)降解(2)


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