促传剂强化臭氧氧化对硝基酚的研究
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京环境保护 科 学研究 所制 造 的 Ｂ ６型臭氧发生 器产 生 。 Ｘ．
每次实 验 前 ，先 让塔 内充满对 硝基 酚溶液 ．调整好 气速 和液速后 ．再启 动臭氧 发生器 ，每隔一定 的时间从 取液 口放 出少 量 的液体 分析其 浓度 气 相臭 氧浓 度 由碘 量法［测定 ，水 中溶解 的臭 氧浓 度采 ４ １ 用靛蓝染料 法 【 定 ，对 硝基 酚浓度 采用分光 光度法 分析 ４ 】 测 浓 度为 ３７ ×１一 ｍｏ・ ． ２ ０ ］ －的对硝 基酚溶 液本身呈 弱酸性 ．ｐ 值为 ６５ Ｌ Ｈ ．。该研究 的其余工 作 ，例
＝７５的情形 与 图 ２相 似 。故 在不 同的 ｐ 值 ． Ｈ 下 ，提高气 速均 能加快 对硝 基酚 的降解速率 臭 氧化过 程中 ．臭氧从 气相 向液相 的传 质 为液 膜 控制 过程ｎ．液相 传质 系数 随气 速 的增 加 而 增大 ，因此提高气 速能 强化臭 氧 的传 质 ，增加 单位时 间内传人液 相 的臭氧量 。对硝基 酚 的臭
促传 剂强化 臭氧氧化 对硝 基酚 的研 究
沈 慧芳， 程 江， 兰仁华， 陈焕锨
（ 南理 工大学化工所 ，广 东 广州 ５ ０４） 华 １６０
摘 要 ： 究 了传质 促 进剂（ 研 促传荆 ） 对臭 氧降 解水 中对硝 基 酚的影 响 ，筛选 出 了两 种效果 较好 的促 传剂 。实验 测定 了 臭 董在鼓 泡反 应 塔 中的传 质 系数 以及添 加促 传剂后 传质 系 数增大 的倍数 。还 测定 了瀑加 促 传荆后 酚溶 液表 面张力 的
少 、毒性 低 、效 果好 的促 传剂 。
２ 实验 装置 与实 验方 法
实验装 置 如 图 １所示 ｔ反应源自器为一 高 ３ ｍ．内径 为 ００ ３ ． ｍ．中间用 隔板 隔开 的有机玻璃鼓 泡塔 ． ７ 反应器底部 一侧 装有 一直径 为 ００ｍ 的烧结 玻璃砂芯 气体 扩散器 ，微 孔直径 约 为 ０００ｍ。臭 氧 由北 ．３ ． １ ０
变化 ，并初 步探 讨 了促传荆 的作 用机理
美ｔ词 ： 氧： 对硝 基酚； 促传 荆； 降解速 率 传质 系数 臭
中圈分 类号 ： ６ １ ５４１ ０ １ ． ６ ； Ｔ ２ ６ １ ０ ２ ．； ６ ３ ２ ２ ３ ｏ ４ ４ 文献标识 码 ： Ａ
ｌ 前
言
含芳烃 化合物 废水 的处 理一直是 一个难度 大却富 挑战性 的研究课 题 ，由于这类 废水 大多有 三致性 （ 癌 、致 畸 、致 突变＞ 致 、难 以生 物降解 ，也难 以用 絮凝 、活性 碳吸附 等物理 方法 彻底去 除 ．因而被世 界各 国列为 优先控 制挎染 物 而在有 害的芳 烃化合物 废水 中 ．含酚废水 是最先 治理 ，也是较难 治理的
困 １ 实 验装 置 麓 程 圈
Ｆ ｇＩ Ｓｃ ｅ ｔ ｉ ｇ ａ ｏ ｘ ｄｍ￣ｎ ｐ ｉ ｈ ｍａ ｉ ｄ ａ ｒ ｍ ｆａ ｐｅ ｃ ｍｌ ｐ盯曲畸 ａ １ ｘ ｇ ｎｃ ｌ ｄ ｒ ２ ｏ ｙ ｅ ｙ ｌ ｖ ． ｎ ３ ｏｚ ｎ ｔ ｒ ＾ ｔ ｒ ｅ ｗａ ｔ ｐ ｏ ｋ ｏ ＆ｏ ｈ ｅ － ｙ ｓｏ ｃ ｃ
牧 稿 日期 ：２ ０ ￣３２ ．恬 订 日期 ０ １ —３
２ １０－０ ００￣ ８２ ，
基 童 珥 目 ：广 东 省 自然 科 学 基金 （５ ２ ５殛 教育 薛 留 学 耳 国 ＾显 科 研 启 动 基盘 资 助 项 目 ９ ０ ｌ
作者■舟 一忱慧芳｛９ 】 ．盘 ． 北孝感＾ ，华南 理工大学讲师 埠士生。 ｌ７ － ） 期
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第 １ ６卷第 １ 期
高 枝
化
学
工
程
学 报
Ｎｏ １ Ⅷ ＿６ ． ｌ
２０ 年 ２月 ０２
Ｊｕ ａｏＣ ｃ ａＥ ｇ 咐 ｏＣ ｉｅ ｕ ∞ 砒 ｏｒ ｌｆ ｈ￣ｃｌ ｎ ｉ ｎ ｎ ｆ ｈ ｓ ｖ 髂 ｎｅ
Ｂｂ ｅ． 撇
章 螭 号 ：１ ０ —０ ５２ ０ ） １ ）７ —５ ０ ３ ９ １ （０ ２０ ４Ｏ ００
一
种。 臭氧用于含芳烃化合物废水的处理非常有效，它能氧化分解难生化降解或不能生化降解的有机
物 ，改善 废水 的可 生化性 。臭 氧化技术 原料 易得 、高 效且无二 次污染 ，是投具 应用前 景的水 处理 技术
之一 ．近年来 已成 为研究 热点 。
但是 ．臭 氧发 生器 的能耗 较高和 臭氧 的利 用效率 较低这两 个 问题 一直制约着 臭 氧在水处 理方面 的 应用 。目前 ，国 内外 巳在 研制 开发臭 氧高效制 取技术 方面取得 进展 ，单 位重 量臭 氧的制取 电耗逐步降 低“ａ因而 如何提 高 臭 氧的利用 效率 ．对 于推广臭 氧在水处 理 方面 的应 用有 非常 重要 的意义 。由于大 多数 污染物 的臭氧化 过程受 臭 氧在水 中的传质过程 控 制或臭 氧化反应 与传质过程 同时控制 ．因此本文 着 重研究 添 加传质促 进 剂 （ 化学 反应 中的催化 剂对 应 ，简称 促传 剂） 污染 物臭 氧化 的影 响。很 早 为与 对 以前 ，研究 者 就发现 添 加微 量有机 物到水 中可 以影 响空 气泡在水 中的传递特 性 。Ｚｅ ｎｋｒ 究 了大 ｉｍｉｓｉ￣ ２ 量有机 酸 和醇对 气液传 递特 性 的影响 。我们 的研究 也表 明 ，添加 少量促传 剂到臭 氧化反应 体 系中能增 加臭 氧在 液相 中 的平 衡 浓度 和传质 系数 ，缩短吸 收时 间 ，提 高臭氧 的利用 效率 。本 文选用难 以生化 降解 的对硝基 酚为实验 对象 ，在鼓 泡反应器 中研究 了各 种促传剂对 强化传质 过程 的影 响 ．筛 选 出用 量
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第 １卷第 １ ６ 期
盹慧芳年：促恃斜强犯 臭氧氧化对硝基莳 的研竞
如对 ｐ 值 、气相臭 氧 浓度 、温 度等条 件对臭 Ｈ
氧化反应 的影 响 已有 系 列文章发 表 ６ 】 。
３ 结 果 与 讨 论
３１ 气速的影 响 ． 由图 ２可 知 ，在 各种气 速下 ．对 硝基 酚的 浓 度与接 触时 间几乎成 线性 关系 。Ｈ＝５和 ｐ ｐ Ｈ
每次实 验 前 ，先 让塔 内充满对 硝基 酚溶液 ．调整好 气速 和液速后 ．再启 动臭氧 发生器 ，每隔一定 的时间从 取液 口放 出少 量 的液体 分析其 浓度 气 相臭 氧浓 度 由碘 量法［测定 ，水 中溶解 的臭 氧浓 度采 ４ １ 用靛蓝染料 法 【 定 ，对 硝基 酚浓度 采用分光 光度法 分析 ４ 】 测 浓 度为 ３７ ×１一 ｍｏ・ ． ２ ０ ］ －的对硝 基酚溶 液本身呈 弱酸性 ．ｐ 值为 ６５ Ｌ Ｈ ．。该研究 的其余工 作 ，例
＝７５的情形 与 图 ２相 似 。故 在不 同的 ｐ 值 ． Ｈ 下 ，提高气 速均 能加快 对硝 基酚 的降解速率 臭 氧化过 程中 ．臭氧从 气相 向液相 的传 质 为液 膜 控制 过程ｎ．液相 传质 系数 随气 速 的增 加 而 增大 ，因此提高气 速能 强化臭 氧 的传 质 ，增加 单位时 间内传人液 相 的臭氧量 。对硝基 酚 的臭
促传 剂强化 臭氧氧化 对硝 基酚 的研 究
沈 慧芳， 程 江， 兰仁华， 陈焕锨
（ 南理 工大学化工所 ，广 东 广州 ５ ０４） 华 １６０
摘 要 ： 究 了传质 促 进剂（ 研 促传荆 ） 对臭 氧降 解水 中对硝 基 酚的影 响 ，筛选 出 了两 种效果 较好 的促 传剂 。实验 测定 了 臭 董在鼓 泡反 应 塔 中的传 质 系数 以及添 加促 传剂后 传质 系 数增大 的倍数 。还 测定 了瀑加 促 传荆后 酚溶 液表 面张力 的
少 、毒性 低 、效 果好 的促 传剂 。
２ 实验 装置 与实 验方 法
实验装 置 如 图 １所示 ｔ反应源自器为一 高 ３ ｍ．内径 为 ００ ３ ． ｍ．中间用 隔板 隔开 的有机玻璃鼓 泡塔 ． ７ 反应器底部 一侧 装有 一直径 为 ００ｍ 的烧结 玻璃砂芯 气体 扩散器 ，微 孔直径 约 为 ０００ｍ。臭 氧 由北 ．３ ． １ ０
变化 ，并初 步探 讨 了促传荆 的作 用机理
美ｔ词 ： 氧： 对硝 基酚； 促传 荆； 降解速 率 传质 系数 臭
中圈分 类号 ： ６ １ ５４１ ０ １ ． ６ ； Ｔ ２ ６ １ ０ ２ ．； ６ ３ ２ ２ ３ ｏ ４ ４ 文献标识 码 ： Ａ
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言
含芳烃 化合物 废水 的处 理一直是 一个难度 大却富 挑战性 的研究课 题 ，由于这类 废水 大多有 三致性 （ 癌 、致 畸 、致 突变＞ 致 、难 以生 物降解 ，也难 以用 絮凝 、活性 碳吸附 等物理 方法 彻底去 除 ．因而被世 界各 国列为 优先控 制挎染 物 而在有 害的芳 烃化合物 废水 中 ．含酚废水 是最先 治理 ，也是较难 治理的
困 １ 实 验装 置 麓 程 圈
Ｆ ｇＩ Ｓｃ ｅ ｔ ｉ ｇ ａ ｏ ｘ ｄｍ￣ｎ ｐ ｉ ｈ ｍａ ｉ ｄ ａ ｒ ｍ ｆａ ｐｅ ｃ ｍｌ ｐ盯曲畸 ａ １ ｘ ｇ ｎｃ ｌ ｄ ｒ ２ ｏ ｙ ｅ ｙ ｌ ｖ ． ｎ ３ ｏｚ ｎ ｔ ｒ ＾ ｔ ｒ ｅ ｗａ ｔ ｐ ｏ ｋ ｏ ＆ｏ ｈ ｅ － ｙ ｓｏ ｃ ｃ
牧 稿 日期 ：２ ０ ￣３２ ．恬 订 日期 ０ １ —３
２ １０－０ ００￣ ８２ ，
基 童 珥 目 ：广 东 省 自然 科 学 基金 （５ ２ ５殛 教育 薛 留 学 耳 国 ＾显 科 研 启 动 基盘 资 助 项 目 ９ ０ ｌ
作者■舟 一忱慧芳｛９ 】 ．盘 ． 北孝感＾ ，华南 理工大学讲师 埠士生。 ｌ７ － ） 期
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第 １ ６卷第 １ 期
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Ｎｏ １ Ⅷ ＿６ ． ｌ
２０ 年 ２月 ０２
Ｊｕ ａｏＣ ｃ ａＥ ｇ 咐 ｏＣ ｉｅ ｕ ∞ 砒 ｏｒ ｌｆ ｈ￣ｃｌ ｎ ｉ ｎ ｎ ｆ ｈ ｓ ｖ 髂 ｎｅ
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章 螭 号 ：１ ０ —０ ５２ ０ ） １ ）７ —５ ０ ３ ９ １ （０ ２０ ４Ｏ ００
一
种。 臭氧用于含芳烃化合物废水的处理非常有效，它能氧化分解难生化降解或不能生化降解的有机
物 ，改善 废水 的可 生化性 。臭 氧化技术 原料 易得 、高 效且无二 次污染 ，是投具 应用前 景的水 处理 技术
之一 ．近年来 已成 为研究 热点 。
但是 ．臭 氧发 生器 的能耗 较高和 臭氧 的利 用效率 较低这两 个 问题 一直制约着 臭 氧在水处 理方面 的 应用 。目前 ，国 内外 巳在 研制 开发臭 氧高效制 取技术 方面取得 进展 ，单 位重 量臭 氧的制取 电耗逐步降 低“ａ因而 如何提 高 臭 氧的利用 效率 ．对 于推广臭 氧在水处 理 方面 的应 用有 非常 重要 的意义 。由于大 多数 污染物 的臭氧化 过程受 臭 氧在水 中的传质过程 控 制或臭 氧化反应 与传质过程 同时控制 ．因此本文 着 重研究 添 加传质促 进 剂 （ 化学 反应 中的催化 剂对 应 ，简称 促传 剂） 污染 物臭 氧化 的影 响。很 早 为与 对 以前 ，研究 者 就发现 添 加微 量有机 物到水 中可 以影 响空 气泡在水 中的传递特 性 。Ｚｅ ｎｋｒ 究 了大 ｉｍｉｓｉ￣ ２ 量有机 酸 和醇对 气液传 递特 性 的影响 。我们 的研究 也表 明 ，添加 少量促传 剂到臭 氧化反应 体 系中能增 加臭 氧在 液相 中 的平 衡 浓度 和传质 系数 ，缩短吸 收时 间 ，提 高臭氧 的利用 效率 。本 文选用难 以生化 降解 的对硝基 酚为实验 对象 ，在鼓 泡反应器 中研究 了各 种促传剂对 强化传质 过程 的影 响 ．筛 选 出用 量
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第 １卷第 １ ６ 期
盹慧芳年：促恃斜强犯 臭氧氧化对硝基莳 的研竞
如对 ｐ 值 、气相臭 氧 浓度 、温 度等条 件对臭 Ｈ
氧化反应 的影 响 已有 系 列文章发 表 ６ 】 。
３ 结 果 与 讨 论
３１ 气速的影 响 ． 由图 ２可 知 ，在 各种气 速下 ．对 硝基 酚的 浓 度与接 触时 间几乎成 线性 关系 。Ｈ＝５和 ｐ ｐ Ｈ