以臭氧為核心的高級氧化技術因其氧化性強,與有機污染物反應速率快且在水體中無二次污染等特點,在難生物降解有機廢水處理領域中有著廣泛的應用。但此技術受限于臭氧氣體水溶性差、溶解度低等缺陷,致使其在實際廢水處理中經(jīng)濟性普遍較差。借助于旋轉填料床（rotating packed bed,RPB）為載體實現(xiàn)的超重力技術,因其相較于傳統(tǒng)氣-液反應設備可將氣-液傳質(zhì)系數(shù)提升1-2個數(shù)量級,使得超重力技術與臭氧化工藝的耦合將為水中有機污染物氧化降解提供了一種新思路。當前對于超重力技術與臭氧化工藝的研究大多集中于通過優(yōu)化工藝參數(shù)以提升工藝的降解效能,缺乏對超重力環(huán)境下臭氧氧化降解水中污染物動力學及機理的深入探究,而此部分工作的完成對于反應裝置的改進及臭氧化工藝的進一步優(yōu)化都顯得尤為重要。綜上,本文以典型難生物降解的水中有機污染物硝基苯作為目標污染物,以超重力旋轉填料床為反應器,采用臭氧化工藝處理水中硝基苯化合物,進行超重力環(huán)境下臭氧氧化降解硝基苯的反應動力學及降解機理研究。將臭氧化過程分為臭氧傳質(zhì)性能與水中臭氧自分解動力學,臭氧與硝基苯直接反應動力學,羥基自由基（·OH）與硝基苯間接反應動力學以及硝基苯... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

超重力旋轉填料床示意圖

自由基與有機污染物作用的間接反應，具體反應路徑如圖 1.5 所示。圖 1.5 臭氧在水中的反應路徑圖1.5.1 臭氧自分解反應臭氧無論處于氣態(tài)還是液態(tài)都不穩(wěn)定，臭氧在液態(tài)下極易發(fā)生自分解生成一系列自由基，這是臭氧用作水處理領域中需要關注的一個問題。因為臭氧在水中的自分解速率決定了臭氧處理單元在整個廢水處理過程中所處的位置、裝置容量和臭氧需要量[43]。因此，在研究臭氧化技術降解水中有機污染物時，臭氧自分解動力學的研究是必不可少的部分。臭氧在水中的自分解反應主要受初始 pH、UV、臭氧濃度及自由基抑制劑的影響[44]。由于·OH 的重要性，水中臭氧的自分解受到廣泛地關注，水中臭氧自分解反應動力學的研究始于 20 世紀之初，因為水中臭氧性質(zhì)不穩(wěn)定以及不同學者采用的研究方法（如水質(zhì)、緩沖體系、臭氧檢測手段）不同，導致得到的水中臭氧自分解動力學模型普適性較差。目前得到的速率方程在形式上有一項式和二項式，對臭氧的反應級數(shù)有 1.0 級、1.5級和 2.0 級等，其中速率常數(shù)是溫度和 pH 等的函數(shù)，表 1-3 總結了近些年來在不同 pH條件下水中臭氧自分解動力學研究情況。

圖 2.1 傳質(zhì)及自分解實驗流程圖1-氧氣瓶；2-閥門；3-臭氧發(fā)生器；4-氣相臭氧濃度檢測儀；5-電機；6-錯流旋轉填料床；7-密封圈；8-液體流量計；9-液泵；10-儲液槽；11-余氧濃度測試儀；12-KI 溶液2.2.3 分析方法使用氣相臭氧濃度測試儀檢測氣相臭氧濃度，利用 CJ/T 3028.2-94 中所述的碘量法標定；使用余氧濃度測試儀檢測液相臭氧濃度，采用碘量法進行標定。2.3 超重力強化臭氧傳質(zhì)性能研究2.3.1 溫度的影響在初始 pH 為 3.0，超重力因子 β 為 40，氣相臭氧濃度為 40 mg/L，液體流量為 100

【參考文獻】：
期刊論文
[1]強化臭氧傳質(zhì)的研究進展[J]. 秦月嬌,焦緯洲,楊鵬飛,劉有智.  過程工程學報. 2017(02)
[2]Effects of Coexisting Substances on Nitrobenzene Degradation with O3/H2O2 Process in High-Gravity Fields[J]. Zhang Shiguang,Qin Yuejiao,Zhang Dongming,Jiao Weizhou,Guo Liang,Liu Youzhi.  China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2016(04)
[3]鐵碳微電解處理含硝基苯廢水[J]. 俸志榮,焦緯洲,劉有智,許承騁,郭亮,余麗勝.  化工學報. 2015(03)
[4]磁場強化臭氧液相傳質(zhì)[J]. 張波,孫鑫,吳春篤,徐崗.  環(huán)境工程學報. 2015(03)
[5]RPB-O3/H2O2法處理硝基苯模擬廢水[J]. 郭亮,焦緯洲,劉有智,許承騁,佘沖沖,王朝冉,李焙,王彥,丁永亮.  環(huán)境工程學報. 2014(12)
[6]臭氧紫外組合工藝協(xié)同深度處理染料廢水實驗研究[J]. 鄒海明,王艷,李飛躍,馬萬征.  工業(yè)水處理. 2014(09)
[7]超聲輻射強化活性炭—好氧生化法處理硝基苯廢水[J]. 馮建紅.  煤炭與化工. 2013(05)
[8]溶液初始pH值對2,4-D臭氧直接反應動力學的影響[J]. 陳嵐,權宇珩.  化工學報. 2011(06)
[9]磁強化臭氧氧化生化處理二級出水的試驗研究[J]. 孫靜波,畢學軍.  環(huán)境污染與防治. 2009(08)
[10]臭氧/過氧化氫降解內(nèi)分泌干擾物西草凈[J]. 孫穎,李紹峰.  遼寧化工. 2009(06)

博士論文
[1]松花江中硝基苯類污染物應急檢測及水質(zhì)達標技術研究[D]. 紀峰.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[2]超聲強化臭氧/蜂窩陶瓷催化氧化去除水中有機物的研究[D]. 趙雷.哈爾濱工業(yè)大學 2008

碩士論文
[1]超重力強化O3/H2O2氧化降解含硝基苯廢水的研究[D]. 郭亮.中北大學 2015
[2]臭氧化降解水中雙酚A的效能及動力學[D]. 侯甲才.山東農(nóng)業(yè)大學 2014
[3]鎮(zhèn)江市水源突發(fā)有機污染應急處理工藝研究[D]. 陳蓓蓓.同濟大學 2008



本文編號：2916963