臭氧-紫外光-超声波协同作用氧化降解苯酚废水的研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:edercito
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水污染是国际社会所普遍面临的一个难题。随着我国工业经济的快速发展,工业生产中产生的有毒有机废物越来越多,对人类和水体环境造成的危害越来越大。苯酚是我国工业生产中重要的化工原料和生产过程副产物,是一种重毒物质,对人体和环境有毒害作用,自然状态下无法降解。高级氧化技术能够有效降解废水中有毒有害的有机物,它利用氧化过程中产生的羟基自由基将有机物氧化降解为二氧化碳和水。超声氧化技术是最近十来年开始研究的一种新型高级氧化技术,具有很好的应用前景。本文将臭氧、紫外光、超声波三种氧化技术协同作用,利用超声波的空化效应和紫外光的消毒杀菌效应能刺激臭氧产生更多羟基自由基的机理,分别研究了臭氧-紫外光联合、臭氧-超声波联合、臭氧-紫外光-超声波协同作用三种氧化方法降解模拟苯酚废水的影响因素,反应效果最佳时的能耗分析并对降解效果进行健康风险评价。结果表明,单独UV,单独US的氧化方法氧化降解苯酚效果最不理想,O3-UV-US协同作用氧化方法效果明显好于单独O3,O3-UV联合,O3-US联合的氧化方法。O3-UV联合氧化降解苯酚的最佳条件为初始pH为6,臭氧进气量为0.8mL/min,初始浓度为140mg/L。在此条件下反应到4h是,苯酚去除率为82.2%,COD去除率为80.2%,此时所需费用为0.31元/kg;O3-US联合氧化降解苯酚的最佳初始pH为6,臭氧进气量为0.8m L/min,苯酚初始浓度为140mg/L,超声频率34kHz,超声功率为200W。在此条件下反应到4h时,苯酚去除率为80.5%,COD去除率为78.1%,所需费用为0.32元/kg。O3-UV-US协同作用氧化降解苯酚最佳条件为初始pH为8,臭氧进气量为0.6mL/min,苯酚初始浓度为140mg/L,超声频率为34kHz,功率为300W。在此条件下,反应到4h,苯酚去除率位94.3%,COD去除率为92.1%,所需费用为0.33元/kg。综合考虑处理效果与所需成本,O3-UV-US协同是最佳的氧化降解方式。对O3-UV-US协同氧化降解后的苯酚健康风险评价结果表明,在最佳反应条件下,氧化降解后苯酚的健康风险值低于会对淡水水生生物产生慢性毒性的极限浓度(C1)和对人体产生危害的极限浓度(C2)的健康风险值,即R(0.002×10-6a-1)<R1(0.003×10-6a-1)<R2(0.004×10-6 a-1),不会对水生生物以及人体造成危险。
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