水力空化強(qiáng)化二氧化氯降解苯酚廢水研究.pdf

1、苯酚是一種具有代表性的難降解有機(jī)物，對生態(tài)環(huán)境和人類健康可造成較大危害，傳統(tǒng)的處理工藝無法將其徹底去除，且易造成二次污染。水力空化作為一種新型水處理技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)、高效、操作簡單、不會產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)。本研究首次利用水力空化技術(shù)強(qiáng)化二氧化氯處理模擬苯酚廢水，并取得了理想的降解效果，為難降解有機(jī)廢水的處理提供了理論依據(jù)，具有重要的實(shí)際指導(dǎo)意義。
　　本研究在閱讀大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)了多孔板和文丘里管空化發(fā)生器，并設(shè)計(jì)了

2、一套水力空化裝置。研究分別采用單獨(dú)水力空化、單獨(dú)二氧化氯及水力空化強(qiáng)化二氧化氯三種工藝處理苯酚模擬廢水，探究了多種因素對苯酚降解效果的影響，確定了研究范圍內(nèi)的較優(yōu)操作條件和最佳空化發(fā)生器。并利用高效液相色譜(HPLC)分析了水力空化強(qiáng)化二氧化氯降解苯酚反應(yīng)的中間產(chǎn)物，揭示了苯酚的降解歷程。同時，建立了水力空化強(qiáng)化二氧化氯降解苯酚的動力學(xué)模型，探討了化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律。論文的主要研究成果如下:
　　(1)研究了分別以多孔板和文丘里管

3、作為空化發(fā)生器對苯酚降解效果的影響，結(jié)果表明，以多孔板作為空化發(fā)生器對苯酚的降解效果優(yōu)于文丘里管，且以開孔率為0.0610，開孔為環(huán)狀布孔的孔板作為空化發(fā)生器對苯酚的降解效果最好。在較優(yōu)反應(yīng)條件:入口壓力為0.4 MPa，處理90min，苯酚的最大降解率可達(dá)27.6％。單獨(dú)水力空化降解苯酚時，苯酚首先被氧化為苯醌，接著苯醌被降解為順丁烯二酸;
　　(2)單獨(dú)二氧化氯氧化苯酚時，苯酚降解率隨著二氧化氯濃度的增加逐漸增大。處理時間超過

4、45min，隨著處理時間的增加，苯酚降解率趨于穩(wěn)定。當(dāng)苯酚與CLO2的物質(zhì)的量比為1∶2，處理45min，苯酚的降解率為87.1％;單獨(dú)ClO2處理苯酚時，最終僅可將苯酚氧化為苯醌。
　　(3)水力空化強(qiáng)化二氧化氯降解苯酚時，以開孔率為0.0610，開孔為環(huán)狀布孔的孔板作為空化發(fā)生器，較優(yōu)反應(yīng)條件為:ClO2與苯酚的物質(zhì)的量之比為1∶1，處理時間為30min，苯酚的降解率最大可達(dá)92.1％，是相同條件下，單獨(dú)水力空化（苯酚降解率為

5、17.1％）和單獨(dú)二氧化氯（苯酚降解率為47.9％）對苯酚降解率之和的1.4倍;
　　(4)水力空化強(qiáng)化二氧化氯對苯酚的降解符合一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律，其反應(yīng)速率常數(shù)為1.49×10-3s-1，半衰期約為8min。水力空化與二氧化氯聯(lián)合降解時，存在較好的協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)因子為3.18.
　　(5)通過對水力空化強(qiáng)化ClO2降解苯酚中間產(chǎn)物和途徑的探討，明確反應(yīng)過程中首先生成苯醌，在自由基的作用下，中間產(chǎn)物苯醌被進(jìn)一步氧化為乙二酸和