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超声波及其组合技术处理含酚废水的试验研究

王明霞  
【摘要】: 水资源污染是世界各国普遍面临的环境问题,其中含酚废水因毒性大,难降解而受到广泛关注。本文介绍了超声空化的原理及超声波在水处理中的广泛应用。选取酚类化合物中的典型物质苯酚为研究对象,通过对苯酚模拟废水的处理,研究了超声波、H_2O_2、Fenton试剂、CuO/H_2O_2、紫外光氧化技术单独作用及后几种氧化方法与超声波的组合技术应用于酚类污染物处理的可行性及其影响因素,探索了各种处理技术的的协同效果,以期确立一种有效的水中酚类污染物处理技术,为今后的工程应用奠定基础。本研究对含酚废水的处理具有较强的理论价值和实际意义。 实验研究结果表明: 温度在16~38℃范围内对超声波降解苯酚的影响不大;酸性条件下苯酚的降解效果较好,碱性条件下其降解率很低;曝气方式和曝气量对苯酚的超声处理效果影响显著,这是因为曝气促进了超声处理过程中·OH的生成;通过自由基清除剂正丁醇对苯酚降解的影响试验,证实超声波处理含酚废水的作用机理以·OH氧化为主;通过对实验数据的回归分析,发现苯酚的超声降解反应为一级动力学反应。 一般情况下,浓度和处理时间对各种处理方法的影响都很显著,苯酚的浓度越低其降解速率越大;除Fenton试剂氧化法外,单一技术对苯酚的降解率都比较低:浓度为10mg/L的苯酚其超声降解率不超过10%;相同条件下,除US/H_2O_2技术外,其它组合技术的苯酚降解率均比单一技术有不同程度的提高。 通过对各种组合技术的比较,推荐处理含酚废水的超声波组合技术是US/H_2O_2/CuO技术:中性条件下,浓度为10mg/L的苯酚经US/H_2O_2/CuO技术(CuO=100mg/L,H_2O_2=1ml/L)处理3h后可被完全降解,10mg/L的苯酚被完全降解需6h。


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