臭氧氧化法处理废水实验.doc

实验报告

课程名称： 水处理工程实验 指导老师： 胡宏 成绩：__________________ 实验名称： 臭氧氧化法处理废水实验 类型：________________同组学生姓名： 徐亮、林蓓 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的和要求

自臭氧应用于水处理以来，在实际应用中取得了明显的成效。但臭氧氧化反应具有一定的选择性，氧化产物常常为小分子羧酸，酮和醛类物质，难以将有机物彻底降解为CO 2、H 2O 或其它无机物，因此TOC 和COD cr 去除率不是很高。

为了强化臭氧处理效果，人们开发出O 3/UV 、O 3/H 2O 2/UV 、O 3/固体催化剂（如活性炭，金属及其氧

化物）等高级氧化技术，其共同特征是产生高活性羟基自由基（·OH ），从而达到彻底降解有机污染物的目的。影响臭氧氧化的因素有污染物成分、含量，臭氧投加量，废水pH ，水气接触时间，紫外波长，照射强度，气体分布状况，水温等。

本实验希望达到下述目的：①加深对臭氧紫外法处理废水机理的理解；

②掌握臭氧紫外法处理废水的最佳条件试验方法。

二、实验内容和原理

臭氧氧化能力很强，O 3+2H ++2e →O 2+H 2O 反应体系的标准电极电位E=2.07V 。臭氧在水中分解产生原子氧和氧气还可以产生一系列自由基，其反应式如下：

2

2222

22232322222O O H O H O H HO HO O H O O O O O O O +→→⋅⋅→+→++→

特别是在碱性介质中，O 3分解产生自由基的速度很快，其反应式为：

-

-

-

--

-⋅+→⋅+⋅+⋅→⋅++⋅→⋅+⋅+⋅→+H O HO O O HO HO O O O O O O HO OH O 222

2323232

232 新生成的羟基自由基尤其活泼，氧化能力更强，HO ﹒+H t +e →H 2O ，反应体系的标准电极电位Eo=2.80V 。臭氧与水中有机物的反应十分复杂，既有臭氧的直接氧化反应，也有新生自由基的氧化反应。

专业： 环境工程 姓名： 王 义 学号： 3071401071 日期： 2010-5-6 地点： 中心北楼513

装

订

线

这与反应条件与有机物的性质密切相关，酸性条件下，臭氧分解慢，O 3的直接氧化反应起主要作用；碱性条件下，臭氧分解快，羟基自由基氧化作用加大，随着溶液pH 提高，COD cr 去除率增加，氧化率提高。另外，温度升高，臭氧分解速度加快，且化学反应速率提高，所以高温有利于有机物氧化。

三、主要仪器设备装置

常用实验室仪器；O 3反应器，剩余O 3消除器；加热-回流装置；25mL 酸式滴定管；防暴沸玻璃珠；pHS 型pH 计1台；50ml 烧杯若干；100ml 量筒各8只，20ml 、10ml 移液管各1支。

蒸馏水；硫酸银，化学纯；硫酸，ρ=1.84g/mL ；硫酸银-硫酸试剂；重铬酸钾标准溶液（c=0.25mol/L ）；硫酸亚铁铵标准滴定溶液（c=0.1006mol/L ）；试亚铁灵指示剂溶液。

四、操作方法和实验步骤

➢ 不同氧化时间的处理效果的实验步骤

1、 仔细观察O 3装置的内、外结构及部件；

2、 开启泵，将废水打入O 3反应器，调整流量为0.3g/L ，同时测定原废水的pH 、COD cr 值；

3、 打开氧气瓶和减压阀，调整臭氧发生器的进气流量为0.1m 3/h ；

4、 打开电源开关，设置放电功率为80%，使其产生稳定的臭氧浓度；

5、 经氧化反应10min 、20min 、30min 、40min 、50min 后分别取一定的水样，分别测定不同氧化时间

后出水的pH 、COD cr 值。

6、 实验完成后，关闭电源开关、臭氧发生器及泵，整理实验。 ➢ 水质化学需氧量测定的实验步骤

1) 移液管取20.0mL 待测试料于洁净的250ml 锥形瓶中。

2) 于试料中加入10.0mL 重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠，摇匀。将锥形瓶接到回流装置冷

凝管下端，接通冷凝水。从冷凝管上端缓慢加入30ml 硫酸银—硫酸试剂，以防止低沸点有机物的逸出，混合均匀后开始加热，自溶液开始沸腾起回流1小时。

3) 充分冷却后，用20—30mL 水自冷凝管上端冲洗冷凝管2-3次，取下锥形瓶。

4) 待溶液冷却至室温后，加入3滴试亚铁灵指示剂溶液，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定，溶液的

颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。记下硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗毫升数V 2。 空白试验：

按相同步骤以20.0ml 蒸馏水代替试料进行空白试验，记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数V 1。

Fig.1 臭氧降解印染废水研究实验装置

五、实验数据记录和处理

表1 (NH 4)2Fe(SO 4)2浓度标定及空白试验数据表

(NH 4)2Fe(SO4)2浓度标定实验

(NH 4)2Fe(SO 4)2用量/ml

(NH 4)Fe(SO 4)2浓度

25.42 0.098mol/L

25.50

全程空白实验 24.61 24.65

24.90 24.45

水质COD 测定：

重铬酸钾标准溶液浓度c （1/6 K 2Cr 2O 7）=0.2500mol/L ，标定得(NH 4)2Fe(SO 4)2的浓度C =0.098mol/L ；空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积V1=24.65mL ；试料测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积V2；试料的体积V0=20.00mL ，则： 计算公式：

表2 直接桃红染料废水COD 测定数据表

表3 酸性嫩黄染料废水COD 测定数据表

8000

)21()/(V V V C L mg COD ⨯-=