空化水射流結(jié)合H2O2氧化處理苯酚廢水實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、酚類物質(zhì)是一種具有代表性的難降解有機(jī)污染物,它來源廣、數(shù)量多、危害大,因此這種有機(jī)廢水必須經(jīng)過深度處理才能排放。含酚廢水的處理方法可分為物化處理技術(shù)、生化處理技術(shù)以及高級(jí)氧化技術(shù)等幾大類。但這些方法普遍存在處理不徹底等缺點(diǎn)?？栈淞髂軌蛱峁└邷?5000K)、高壓(1.013×108Pa),這樣的極端條件能促使水中H2O2分解并釋放·OH自由基,進(jìn)而氧化降解一般處理方法難以降解的有機(jī)物。國內(nèi)外已經(jīng)有學(xué)者將其運(yùn)用到五氯苯酚、苯、甲苯等有

2、毒污染物的處理中,但在苯酚廢水處理上還有待進(jìn)一步研究。本論文分別采用單獨(dú)H2O2、單獨(dú)空化水射流以及空化水射流結(jié)合H2O2三種方法處理實(shí)驗(yàn)室配置的苯酚廢水,考察了各種影響因素對(duì)苯酚去除率的影響情況,并利用高效液相色譜技術(shù)分析了空化水射流結(jié)合H2O2氧化降解反應(yīng)的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物,揭示了空化水射流結(jié)合H2O2降解苯酚的反應(yīng)機(jī)理。同時(shí)建立了空化水射流結(jié)合H2O2處理苯酚廢水方法的動(dòng)力學(xué)模型。論文的主要研究成果如下:①通過H2O2單獨(dú)氧化處

3、理含酚廢水的實(shí)驗(yàn)研究,得到H2O2單獨(dú)氧化處理含酚廢水的優(yōu)化反應(yīng)條件為:pH值3.0,反應(yīng)時(shí)間180min,苯酚濃度50mg/L,苯酚溶液的體積1L,H2O2濃度300mg/L,苯酚最大去除率達(dá)到31.7％。②實(shí)驗(yàn)研究了空化水射流空化降解苯酚,64L體積質(zhì)量濃度為100mg/L的苯酚溶液空化降解3小時(shí)后,苯酚的去除率只有17%。通過空化水射流/H2O2處理苯酚的實(shí)驗(yàn)研究,得到64L不同濃度的苯酚溶液在該處理方法的優(yōu)化反應(yīng)條件為:pH值3

4、.0,H2O2濃度300mg/L,苯酚濃度100mg/L,圍壓0.5MPa,廢水循環(huán)次數(shù)10次,泵壓20MPa,苯酚去除率為99.85%。③通過考察自由基清除劑正丁醇的用量對(duì)苯酚的空化降解效果的影響及HPLC分析探討,明確了空化射流結(jié)合H2O2降解苯酚的主要機(jī)理是羥基自由基的氧化作用。具體推斷出空化結(jié)合H2O2氧化降解苯酚的機(jī)理:反應(yīng)初期生成鄰苯二酚、對(duì)苯二酚、苯醌,證明了羥基自由基的存在,羥基自由基和芳香族混合物的反應(yīng)是羥基自由基與苯

5、環(huán)發(fā)生親電子加成反應(yīng);第二階段產(chǎn)物是順丁烯二酸和乙酸,它是苯環(huán)進(jìn)一步氧化開環(huán)的結(jié)果。④空化和H2O2的聯(lián)合工藝存在很好的協(xié)同效應(yīng),通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出其增強(qiáng)因子f高達(dá)38.419。在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上建立了空化水射流/ H2O2工藝協(xié)同降解苯酚的動(dòng)力學(xué)模型。本論文的創(chuàng)新之處在于首次將空化水射流產(chǎn)生的空化效應(yīng)結(jié)合H2O2處理苯酚廢水,揭示了空化水射流/H2O2協(xié)同降解苯酚的機(jī)理,并建立了其動(dòng)力學(xué)模型。這為焦化廢水等有機(jī)廢水的處理提供了理論依