4种高级氧化法处理高浓度正丙醇废水

Posted 2023-01-13 丙醇

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摘要：研究了1%和10%（V/V）模拟正丙醇废水在UV/TiO2体系、UV/H2O2体系、Fe2+/H2O2体系和UV/TiO2/Fe2+/H2O2体系等4种工艺条件下的降解动力学过程，对比了降解动力学特点及工艺参数对动力学常数的影响，优化工艺参数。结果表明，UV/TiO2体系和Fe2+/H2O2体系的降解过程可分为零级反应阶段和一级反应阶段，转折点分别在反应开始后2 h和氧化剂浓度为6.7 g/L，UV/H2O2体系和UV/TiO2/Fe2+/H2O2体系分别符合零级反应和一级反应规律；相同工艺参数条件下，6 h反应后，组合工艺UV/TiO2/Fe2+/H2O2体系在处理效率达85%，比前3个体系分别高52.0%、8.3%和32.0%，与UV/TiO2体系和Fe2+/H2O2体系的处理效率之和持平，其协同效应提高了速率常数，在目标物浓度降低时依然可维持较高降解速率。而目标物浓度提高10倍后，UV能量利用率提高35.5倍，氧化剂用量是Fe2+/H2O2体系的1/7.1。

紫外光催化（UV））和Fenton试剂都是能产生.OH的高级氧化技术。它氧化性强，反应速度快，适合对水量小、难生化降解的有机物进行降解处理。近年来，利用纳米TiO2光催化剂、Fenton试剂或其工艺组合降解各类有机物的研究日益引起关注。

正丙醇是一种易溶于水，可直接作为溶剂或者合成乙酸丙酯，用于涂料、印刷油墨和日化用品等领域。此类行业的化工设备洗涤废水中含有大量的正丙醇，浓度达1%以上，且具有水量小、流量变化大、距离集中污水处理站较远的特点，难以直接使用生化法处理。因此，有必要发展一种处理效果好，操作简便的工艺对该类废水进行处理。

本研究使用4种高级氧化技术对1%的模拟正丙醇废水进行降解实验，研究其降解动力学特点，优化工艺组合和工艺参数。

1实验部分

1.1实验原水

超纯水配制的1%（V/V）正丙醇溶液和10%（V/V）正丙醇溶液。为适应光催化反应条件，将PH调为4。

1.2实验装置

本实验的降解处理装置如图1所示：

反应器由φ50mm*500mm的=304不锈钢管焊接而成，曝气泵流量为6.7L/min，紫外灯管为低压汞灯，功率23W，长435mm，紫外线灯管兼备253.7nm:和185nm两种波长。

1.3实验步骤和取样方法

采用4种体系，UV/TiO2体系、UV/H2O2体系、Fe2+/H2O2体系和UV/TiO2 /Fe2+/H2O2体系降解1%（V/V）正丙醇废水，通过对不同工艺参数下废水溶液的COD变化规律的分析，得到各动力学参数及其变化规律。再进行对比分析，得到各自反应的动力学特性和动力学参数受工艺参数的影响程度。

原水取500ml，反应持续6h，1h取一次样（使用移液管伸入反应器中部取出10ml，再补充加入双氧水，数据处理时需进行浓度修正），取出的样品稀释50～100倍，滴入1% KMnO4，直至淡红色，除去残余的双氧水。消解法测定COD。。

1.4实验药品及检测方法

30% H2O2（分析纯，浙江巨化集团提供）；Fe SO4.7H2O（分析纯，北京国药集团提供）；纳米TiO2粉末（99.8%，10～25nm，阿拉丁试剂公司）。

实验中的COD测定参照国标GB11914-1989中的方法进行。

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