2.2.3 pH的影响
保持臭氧进气流量为50 mL/min,活性炭投加量为200 mg/L,反应温度为25℃,考察pH对苯乙酮降解效果的影响,如图4所示。
由图4可知,pH=2时降解效果最差,去除率为75.0%;pH=10时降解速度最快,且降解效果最好;pH=6、8时,降解效果相近。前10 min内,除pH=12外,苯乙酮去除速率随着pH的增加而显著增加;pH=12时苯乙酮去除速率降低是因为水中的·OH发生极快的猝灭反应,导致氧化苯乙酮的·OH大量减少〔9〕。总的来说,碱性时的去除效果比酸性时的要好,除pH=2外,不同pH下苯乙酮的最终去除率都在92%以上。这是因为苯乙酮的去除受氧化与吸附综合作用的影响:一方面,活性炭的吸附能力随pH的增加而降低;另一方面,臭氧在碱性条件下的氧化能力强于酸性条件(酸性下,臭氧氧化主要表现为分子的直接氧化,碱性下由于水中OH-促进了·OH生成,故臭氧氧化主要表现为自由基无选择性的强氧化作用〔5〕)。同时有文献表明〔10〕,不论碱性或酸性条件,活性炭都能催化臭氧产生自由基,加快反应进行。
2.3臭氧与活性炭的协同作用
当苯乙酮为100 mg/L,活性炭投加量为800mg/L,臭氧进气流量为100 mg/L,反应温度为25℃时,不同pH下单独臭氧氧化、单独活性炭吸附以及臭氧和活性炭协同反应40 min后的COD去除率见图5。整理数据时将协同因子定义如下:
由图5可知,活性炭吸附对COD的去除率最高可以达到47.4%(pH=5),最低为20.6%(pH=10)。吸附作用在酸性条件下明显好于碱性条件。
pH在5~8时,臭氧对COD的去除率较高,为58%~62%。pH为9、10时,COD去除率反而有所下降,很可能是因为碱性下臭氧催化氧化苯乙酮时产生大量小分子,同时增加反应过程中的COD,从而增加了实际需要去除的COD。
当pH从4增至10时,协同因子先减小后增大。pH为4~8时,协同因子均<1.0,说明此pH区间内活性炭和臭氧无明显协同作用。pH=10时,臭氧氧化、活性炭吸附、活性炭吸附-催化臭氧氧化对COD的去除率分别为46.2%、20.6%、83.8%,协同因子达到1.25,表明此时体系存在明显的协同作用。
3·结论
(1)印染废水终沉池出水中相对含量较高的有机物为苯乙酮、三氯甲烷、2-氯-2-甲基戊烷,其中苯乙酮占出水总有机污染物的24.5%。
(2)在吸附-催化氧化体系中,苯乙酮的去除率随着臭氧流量、活性炭投加量的增加而增加,随pH的增加先上升后下降,pH=10时去除率最高。
(3)臭氧-活性炭协同作用在pH=10时最大,此时COD去除率为83.8%。
<<上一页[1][2]