超臨界水氧化技術(shù)降解喹啉廢水的研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量含氮廢水，其成分復(fù)雜，喹啉是其中典型的氮雜環(huán)有機(jī)化合物之一，毒性大，難以采用生物方法使其完全降解。超臨界水氧化技術(shù)是一種新型、高效的廢物處理方法，在處理有毒、難降解工業(yè)廢水時(shí)有其獨(dú)特的優(yōu)勢。本文研究了超臨界水氧化降解喹啉的工藝條件，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)結(jié)合量子化學(xué)計(jì)算方法對喹啉的氧化降解路徑進(jìn)行了推測。
　　本文采用基于中心組合設(shè)計(jì)的響應(yīng)面分析方法對超臨界水氧化喹啉過程的工藝條件進(jìn)行了探討和分析，得到了以TOC去除

2、率為響應(yīng)值的二次響應(yīng)曲面模型。通過實(shí)驗(yàn)對模型進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)值和預(yù)測值較為接近，相對誤差在5％以內(nèi)，證實(shí)了模型的準(zhǔn)確性。該模型可以在所選取的條件范圍內(nèi)對超臨界水氧化降解喹啉的過程進(jìn)行分析和預(yù)測。
　　通過響應(yīng)面方法優(yōu)化并確定了實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)適宜的工藝操作條件，即反應(yīng)溫度為441℃，壓力為25MPa，停留時(shí)間60s，氧化劑過量2.48倍。在此工藝條件下對喹啉廢水進(jìn)行了降解實(shí)驗(yàn)，處理后的喹啉廢水TOC含量達(dá)到國標(biāo)排放的標(biāo)準(zhǔn)。通過單因素實(shí)驗(yàn)

3、考察了溫度、壓力、停留時(shí)間和氧化劑過量倍數(shù)對喹啉和TOC去除率的影響。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)提高反應(yīng)溫度、延長反應(yīng)的停留時(shí)間、增大氧化劑過量倍數(shù)均有利于提高TOC去除率。
　　本文對喹啉廢水降解產(chǎn)物的分布進(jìn)行了研究，結(jié)果表明喹啉中的C經(jīng)超臨界水氧化后主要轉(zhuǎn)化為CO2和少量的CO，N主要轉(zhuǎn)化為N2、少量氨氮以及含氮有機(jī)物。實(shí)驗(yàn)中提高溫度有利于CO2、CO和N2等氣體產(chǎn)物的生成，壓力對產(chǎn)物含量的影響不大，延長反應(yīng)停留時(shí)間、提高氧化劑過量倍數(shù)有利