套管式微反應(yīng)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(rèn)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(guò)程是由反應(yīng)動(dòng)力學(xué)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(yīng)器等微型裝置作為強(qiáng)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(yīng)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(yīng)器用于臭氧氧化過(guò)程。本工作在套管式微反應(yīng)器中對(duì)臭氧氧化酸性B

2、染料模擬廢水進(jìn)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(duì)套管式微反應(yīng)器中O3液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，同時(shí)考察了操作條件對(duì)O3液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(gè)數(shù)量級(jí)。
　　 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(shí)，酸性紅B脫色最大。
　　 臭氧氧化酸性紅B的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為擬一級(jí)反應(yīng)，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(méi)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(cè)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(tuán)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(dǎo)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(jìn)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?dú)?，所有的硫原子轉(zhuǎn)化為硫酸根離子。
　　 4、探索了無(wú)機(jī)鹽的存在對(duì)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(wú)機(jī)鹽NaCl、Na2SO4、NaNO3、Na2CO3與NaHCO3的存在