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【消息】wsza05污水处理设施

发布时间:2020-11-17 09:00:59 阅读: 来源:锯床厂家

wsz-a-0.5污水处理设施

核心提示:wsz-a-0.5污水处理设施, 以信用做事,以真诚合作。公司崇尚讷于言而敏于行,言必行、行必果的诚信准则,也是鲁盛员工的行为和道德准则。wsz-a-0.5污水处理设施   pH对Phe降解效果的影响  在超声强度为300 W,H2O2投量为36 mmol·L?1,H2O2:Fe2+=10:1,温度为30 °C,考察pH(2.0、3.0、4.0、6.0、10.0)对US/Fenton降解Phe的影响,结果如图5所示。Phe的降解率随pH升高而减少。pH由2.0增加到3.0时,降解率从85.4%增加到95%,降解率达到zui大值。而pH>3.0时,随着pH的增大,降解率逐渐减小,zui小为54.1%。从图5(b)可知, k也呈现相似的规律:pH为3.0时,kzui大,为0.035 min?1;在pH由2.0升至3.0时,k由0.019 min?1增加到0.035 min?1;而弱酸至碱性条件下,pH继续升高,pH=10.0时,k降低至0.005 min?1。说明在酸性条件下,Phe降解效果zui佳,碱性条件不利于Phe的降解。在李婷等[5]的研究中,发现在酸性条件(pH=3)下,PAHs的降解率zui高。因为pH过低,会抑制Fe2+的再生,从而影响了·OH的生成;在中性或者碱性条件下,Fenton体系中的Fe3+会生成Fe(OH)3沉淀,消耗了Fe3+,Fe2+的再生受影响,从而抑制Phe的降解。所以,pH=3.0为US/Fenton降解水中Phe的zui佳pH条件。  如图6所示,在室温,pH=3.0,US=300 W,H2O2=36 mmol·L?1,H2O2 : Fe2+=10 : 1的条件下降解Phe所得的中间产物A~D。Phe的主要降解产物有9-芴酮(A)、(1,1′)-二苯基-2,2′-二甲醛(B)、2-羟基-9-芴(C)、9,10菲醌(D)。Phe的降解途径的推测如图7所示。根据Clar’s芳香π键理论,Phe只存在2个稳定的苯环,另外还有1个C=C双键(9,10位点),所以遇到·OH的时候,苯环上9,10位点首先被攻击,生成9,10-二氢菲-2,9,10-三甲醇。菲结构的9,10位点进一步与体系中的铁离子(Fe3+)进行醌基化反应,形成2-氢菲-9,10醌。再进一步氧化成C,由于苯环是个大π键结构,断链所需的能量比一般的C—C单键要高很多,所以·OH再进一步攻击C—C单键,使其断键,生成邻苯二酚和2,5-二羟基苯甲酸,zui后被完全矿化。Phe同时进行的降解过程还有9,10-二氢菲-9,10-二甲醇,进一步醌基化生成B和D。B进一步氧化,生成邻羟基苯甲醛,同样被zui终矿化。同时D氧化成A,再进一步氧化生成水杨酸,zui终矿化成CO2和H2O。活化能的大小反映了反应速率随着温度的变化程度。表观活化能可通过Arrhenius方程中各温度下的lnk-(1/T)关系图(图2(c))得到。

依据图2(c)中的数据,lnk对1/T线性拟合后,得到直线方程y=-6 130x+16.79,R2=0.983,计算的Ea=50.96 kJ·mol?1。有资料表明:Ea<40 kJ·mol?1时,反应可在室内温度下瞬时完成;Ea>100 kJ·mol?1时,则要适当地进行加热反应才能进行。US/Fenton降解Phe的Ea<100 kJ·mol?1,活化能较小,因此温度对该反应速率的影响不大。可以认为该反应能够在室温下迅速反应,符合实际废水的处理要求。所以,在接下来的研究中选择室温进行。  2.1.3 H2O2:Fe2+比值对Phe降解效果的影响  在超声强度为300 W,H2O2投量为36 mmol·L?1, pH为3.0,温度为30 °C,考察H2O2:Fe2+摩尔比(2:1、5:1、10:1、20:1)对US/Fenton降解Phe的影响,结果如图3所示。反应60 min后,H2O2:Fe2+从20:1减少到2:1时,Phe的降解率从80.3%增加到99%,k由0.019 min?1增加到0.052 min?1。这说明,在H2O2浓度不变的前提下,Phe的降解率和反应速率常数随Fe2+浓度的增大而增大。分析其原因,在Fenton体系中,H2O2通过Fe2+催化产生·OH。若Fe2+不足,难以使H2O2分解产生足量的·OH,使有机物降解。在本实验中,H2O2:Fe2+为10:1时,zui终的降解率也能达到95%,因此,为了减少Fe2+的量,接下来的实验选择H2O2:Fe2+=10:1进行研究。  H2O2投加量为36 mmol·L?1,H2O2:Fe2+=10:1,pH为3.0,温度为30 °C,考察不同超声强度(200、250、300、400、500 W)对US/Fenton降解Phe的影响,结果如图4所示。反应60 min后,当超声功率从200 W增加到300 W时,Phe的降解率从86%增加到95%,而k从0.019 min?1增加到0.35 min?1;当超声功率大于300 W之后,Phe的降解率从95%降低到68.4%,而k也从0.035 min?1减少到0.012 min?1。随着超声的变化,降解率有所变化,说明了超声对Fenton有一定的促进作用。分析其原因,由于超声波产生空化效应,随着声能密度增加,空化效应也越剧烈,进而溶液中产生更多空气气泡和·OH,促进Phe的降解;当超声功率增加到一定程度后,声能密度不断加大,致使空化泡没有足够时间破裂,进而空气泡在声波的负压相里不断增大,从而形成超声屏障,抑制Phe的降解。戴丽雅等的研究也表明,超声功率为250 W时,超声芬顿对COD的降解zui佳。陈颖等[12]的研究也发现,超声功率为120 W时,超声/芬顿法对准好氧矿化垃圾反应床出水COD去除率zui高。因此,zui佳超声功率为300 W。US/Fenton降解Phe的影响因素  2.1.1 H2O2对Phe降解效果的影响  超声强度为300 W,pH为3.0,温度为30 °C,H2O2 : Fe2+=10 : 1,考察H2O2投量(10、20、36、50、70 mmol·L?1)对US/Fenton降解Phe的影响,结果如图1所示。Phe降解率和反应速率常数(k)均随着H2O2投量的增大而增加。反应60 min后,当H2O2投量从10 mmol·L?1增加到20 mmol·L?1时,Phe的降解率从46.2%增加到66.1%,k由0.005 min?1增加到0.008 min?1,增加幅度较小;H2O2投量从20 mmol·L?1增加到70 mmol·L?1时,Phe的降解率迅速增加,反应60 min后从66.1%增加到98.3%,k也增加到0.04 min?1。这说明H2O2投量的增大对Phe降解具有明显的促进作用。在苟玺莹等的研究中也发现H2O2投量增大,AAP的去除效果更好。因为H2O2投量的增大,与Fe2+产生的·OH也相应增多,从而促进Phe降解。然而,也有研究表明,过量的H2O2会一定程度地捕获·OH,使Fenton的反应速率常数会降低。在图1(b)中,当36 mmol·L?1升高至50 mmol·L?1时,降解效果不明显,k值相似,可能原因是H2O2浓度过量时发生分解。而当H2O2升至70 mmol·L?1时,在反应初期,H2O2与Fe2+迅速反应,产生·OH与Phe反应,但与此同时,还产生了氢氧化铁沉淀,而反应溶液里的Phe有可能黏附在氢氧化铁颗粒上而得到去除,而本实验只测了水溶液中的Phe,所以Phe的降解率会大幅度上升。芬顿反应时间为60 min时,添加量为36、50和70 mmol·L?1时的降解率增幅不大,均在95%左右,为了节约试剂用量,zui后选用H2O2添加量为36 mmol·L?1来进行后面的研究。

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