tio2臭氧催化氧化废水中酚及动力学研究_secret.doc

PAGE PAGE 1 TiO2臭氧催化氧化废水中酚及动力学研究 摘要 本文采用活性炭负载TiO2作催化剂对臭氧氧化去除含酚废水进行了研究。研究了不同的酚初始浓度、pH值及臭氧浓度对苯酚去除率的影响，获得了反应动力学常数。实验结果表明，苯酚初始浓度越小，去除率越高。在本实验条件下，向150mL苯酚溶液中通入浓度为3.48mg/L、流量为0.05m3/h的臭氧化空气反应30min去除率即可达到99%以上。 关键词：苯酚；TiO2； 臭氧氧化；催化；动力学 TiO2 Ozone Catalyst Oxidizes the Phenol in Waste Water and Its Dynamics Researching Abstract: Phenol in water was removed by ozonation with the catalysis of TiO2-mounted activated carbon. In this experiment , the effects of factors such as the initial concentration of the phenolic solution, pH value and the concentration of the ozone ,on the removal efficiency of phenol were investigated. The reaction kinetics and its constant was investigated. On the studied conditions, pumped the mixed ozone at the concentration of 3.48mg/L and 0.05m3/h,after 30mins, 99% of the phenol was removed. Keywords: phenol；titanium dioxide；ozonation；catalysis;kinetics 1 前言 化学工业与医药工业等排出的大量含酚废水,对环境造成的污染日益严重。酚是一种公认的致癌、致畸、致变的“三致”物质，含酚废水的处理显得日益重要。处理苯酚废水的方法很多，主要有萃取法、膜分离法、吸附法、生化法、氧化法等，各有优缺点。目前氧化法尤其是臭氧氧化法发展较快，臭氧的应用必将更加广泛，研究臭氧氧化法或联合处理工艺对酚的降解规律，建立其降解的动力学模型，将有利于臭氧水处理反应器的设计、放大与优化，有利于适应愈来愈严格的环境排放标准。本文采用活性碳负载TiO2催化臭氧氧化去除水中的苯酚，对其处理效果和动力学参数进行了初步研究。 2 TiO2臭氧催化氧化去除含酚废水实验 2.1 实验用废水 实验所用废水为苯酚配水。 2.2 实验装置及实验 臭氧发生器型号为YR-10型，有机玻璃反应柱高1000mm,φ35mm, 活性炭负载TiO2催化剂填料 作者简介：苏金钰（1972-），男，湖南东安人，工程硕士研究生，研究方向：污染防治 E-mail:bluesky-258@163.com Tel 高度为800mm。臭氧发生器产生臭氧化空气自下通入有机玻璃柱中，含酚废水自上而下流经有机玻璃反应柱，在柱中在催化剂的作用下被臭氧氧化。 实验装置如图2-1。 2.3 实验分析方法 酚液浓度的测定采用4-氨基安替比林分光光度法，气相臭氧浓度采用碘量法测定,COD的测定采用重铬酸钾法，pH值采用pH酸度计测定。 2.4 催化剂的制备 将一定量的Ti(SO4)2溶于蒸馏水中配成10g/L的溶液，搅拌待Ti(SO4)2固体完全溶解后加入一定量的活性炭固体，用25%氨水调pH值到3～4后静置3h，使活性炭吸附饱和。然后在烘箱内于65℃下烘干，待冷却后移入箱形电阻炉内于400℃下焙烧2~3h。冷却后用配制好的一定浓度苯酚溶液浸泡，使活性炭吸附饱和备用。TiO2的制备是基于以下反应: Ti(SO4)2+H2O→TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+2H2O→TiO2·H2O+H2SO4 2.5 结果与讨论 2.5.1苯酚的初始浓度对去除率的影响 配制不同浓度的苯酚溶液：50mg/L，80 mg/L，100 mg/L， 150 mg/L，200 mg/L。在相同的条件下，即臭氧化空气流量为0.05m3/h，浓度为3.48mg/L左右保持不变，未对pH值进行调解，约为6.5～8，将上述溶液分别于反应柱中通臭氧反应。结果见图2-2。 2.5.2 pH值对去除率的影响 溶液pH值是臭氧氧化酚的反应中的一个主要影响因素，对酚的去除率的影响很大。当初始浓度为150mg/L、反