套管式微反應器中臭氧氧化處理酸性紅B染料廢水的研究.pdf

1、臭氧氧化是一種有效的處理含難降解物質(zhì)廢水的技術(shù)，被認為是處理紡織染整廢水很有前景的一種方法。臭氧氧化處理廢水中物質(zhì)的過程是由反應動力學與相間傳質(zhì)決定的。由于臭氧在水中的溶解度很低，臭氧氧化染料廢水的速率控制步驟是臭氧從氣相到液相的傳質(zhì)。微接觸器與微反應器等微型裝置作為強化傳質(zhì)的重要手段已經(jīng)在很多領(lǐng)域顯示出巨大的應用潛力。所以，本研究將新研制的具有優(yōu)越傳質(zhì)性能的高通量套管式微反應器用于臭氧氧化過程。本工作在套管式微反應器中對臭氧氧化酸性B

2、染料模擬廢水進行了研究。全文的主要研究成果如下:
　　 1、在O3-H2O吸收體系中，對套管式微反應器中O3液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)進行了計算，同時考察了操作條件對O3液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)的影響。實驗結(jié)果表明，隨著氣體與液體體積流量的增加，O3液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)增加。套管式微反應器的O3液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)比常規(guī)氣液接觸器高出至少一個數(shù)量級。
　　 2、發(fā)現(xiàn)減小微孔尺寸與環(huán)隙微通道尺寸有利于脫色，增加了臭氧利用率。隨著包含臭氧的氣體體積流

3、量的增加、液體體積流量與溶液中酸性紅B初始濃度的降低，脫色率增加，臭氧利用率降低。溶液的初始pH=9時，酸性紅B脫色最大。
　　 臭氧氧化酸性紅B的反應動力學為擬一級反應，與染料濃度有，速率常數(shù)為0.228min-1。與酸性紅B脫色率相比，COD去除率較小，表明酸性紅B只是部分氧化，沒有完全礦化為水和CO2，有中間產(chǎn)物存在。
　　 3、在臭氧氧化降解酸性紅B體系中，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析檢測到了六種氧化中間物，并提出

4、了酸性紅B可能的降解路線。結(jié)果表明，酸性紅B染料發(fā)色基團偶氮鍵(-N=N-)的斷裂與消除是由臭氧分子與氫氧自由基共同導致的，但是偶氮鍵斷裂生成的中間物主要是由氫氧自由基進一步氧化降解的。臭氧氧化后，酸性紅B分子中的大部分氮原子轉(zhuǎn)化為氮氣，所有的硫原子轉(zhuǎn)化為硫酸根離子。
　　 4、探索了無機鹽的存在對臭氧氧化酸性紅B的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，在任何pH值下，無機鹽NaCl、Na2SO4、NaNO3、Na2CO3與NaHCO3的存在