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,难以将有机物降解为CO2、H2O 或其它无机物,因此TOC 和CODcr 去除率不是很高。
为了强化臭氧处理效果,人们开发出O3/UV、O3/H2O2/UV、O3/固体催化剂(如活性炭,金属及其氧化物)等氧化技术,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加深对臭氧氧化法处理废水机理的理解;
②掌握臭氧氧化法处理废水的佳条件试验方法。
二、实验内容和原理
臭氧氧化能力很强,O3+2H++2e→O2+H2O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:
臭氧反应式
特别是在碱性介质中,O3分解产生自由基的速度很快,其反应式为:
臭氧碱性环境
新生成的羟基自由基尤其活泼,氧化能力更强,HO﹒+Ht+e→H2O,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。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,O3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,CODcr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;O3反应器,剩余O3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。
臭氧实验装置
图1 臭氧降解印染废水研究实验装置
四、操作方法和实验步骤
Ø 不同氧化时间的处理效果的实验步骤
1、 仔细观察O3装置的内、外结构及部件;
2、 开启泵,将废水打入O3反应器,调整流量为0.3g/L,同时测定原废水的pH、CODcr值;
3、 打开氧气瓶和减压阀,调整臭氧发生器的进气流量为0.1m3/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、CODcr值。
6、 实验完成后,关闭电源开关、臭氧发生器及泵,整理实验。
Ø 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V2。
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V1。
在污水处理工艺过程中产生气味的物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数产生气味的物质是无机化合物,如氨气、磷、硫化氢;大多数产生气味的物质是有机化合物,如低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类等。就本人所在的污水处理厂进水情况来分析,80%的进水量为生活污水,即有机物质的含量是很高的,无机化合物的含量相对比较少。产生气味的物质大多是有机化合物,如低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类等,这些物质都带有活性基团,容易发生化学反应,特别容易被氧化,利用臭氧具有强氧化性这一特点,氧化活性基团,气味消失,从而达到除臭的原理。臭氧除了脱除异味外,还可以防止异味的再产生,这是由于臭氧发生器产生的气体中含有大量的氧气或空气,而产生臭味的物质易在缺氧环境下导致发臭,采用臭氧处理,在氧化除臭的同时,形成富氧环境,可阻止臭味的再产生。对于城市生活污水厂污水处理环境的改善作用还是比
随着对自来水水源环境及下水道二次处理水再利用的关注,二次处理水去色受到重视。至于腐殖质引起的色和味,水质色度平均为10度。大达20度。这样的色度靠一般凝聚沉淀与砂滤工序是达不到充分去除的水质标准,甚至还有超过坏标准的可能。采用臭氧处理后,色度即可降到l度以下,一般自来水着色原因是铁、锰含量过多,这些金属如处于游离状态,则常规方法即可充分去除。若原水中含有腐殖质,有时形成铬盐,以常规处理便相当困难。故去色也是引入臭氧处理的重要因素。随着分子生物学的蓬勃发展,微生态学就将生态扩展到分子水平。其实无论蛋白质或核酸分子均属有机物,它们都是由碳、氢、氧、氮及磷或硫(C、N、O、N、P或S)组成,同时,病毒的衣壳体是由许多蛋白质亚单位即壳微粒组成。每个壳微粒之间由非共价键连结,并对称缠绕在一起,蛋白质则由多链组成,核酸又由连在一起的核苷酸链组成。其中OH,从整体看,它是电中性的(R-OH),但若从基团的内部看,它的一部分带有更多的负电荷(如氧原子),因基团的这部分(R-OH)有“额外”的成键电子,所以带负电:另一部分带有更多的正电荷(如氢原子),基团的这部分缺乏成键电子,所以带正电。若有另一个相似的基团靠近,正、负电荷之间互相吸引便生成一个弱键,即称氢键,如多肽的基团之间或核苷酸的硷基之间以及在DNA或RNA分子里的硷基配对均容易形成氢键。虽然单个氢键非常弱,但是很多氢键在一起,从而构成植物细胞坚韧的细胞壁。现再看臭氧,它是属强氧化剂,氧化电位高(2.07ev)。凡电负性高的元素能强烈地吸引电子,氧化对方,还原自己。氧化结果,导致核酸分解,蛋白质解体,抗原变性,检测,色度褪尽。
现在,社会上的研究成果大多是偶氮染料更简单被臭氧氧化脱色。臭氧的含量与偶氮基团的数量有关。关于直接红2s和直接黑2s,臭氧要求分别为80 mg/L和130 mg/L。臭氧氧化也可与其他加工技能结合运用。用feso4、fe2(so4)3和fecl3进行凝聚,臭氧处理可进步脱色作用。聚合氯化铝臭氧电解处理可使直接染料和酸性染料的脱色率比自臭氧处理进步25-40%,碱性染料和活性染料的脱色率进步10%。许多初度触摸聚合氯化铝脱色剂的客户对其运用有一些疑虑。聚合氯化铝也是一种十分的脱色氧化剂产品。聚合氯化铝因为本身化学成分的影响,对活性染料、直接染料、阳离子染料和酸性染料等水溶性染料废水具有较高的脱色率。对分散染料也有较好的脱色作用。臭氧加紫外线辐射或一起电离辐射也能够进步氧化功率。臭氧氧化对染料种类具有广泛的适应性,脱色功率高。废水中聚合氯化铝和过量o3的复原产品在溶液和空气中敏捷分解为o 2,对环境无二次污染。
现在,水处理药剂(pac)是常用的混凝剂。聚合氯化铝对染料废水有较好的脱色作用。pac用量为0.05%时,对5种染料有较好的脱色作用。聚合氯化铝对废水中的悬浮涂料和复原染料有较好的脱色作用,其次是硫染料和nafto染料,对水溶性活性染料的脱色作用较差。参加聚合氯化铝能够改进脱色作用。
重庆定做众治净源臭氧脱色规格
更新时间:2023-11-18 04:30:15