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    臭氧催化氧化去除水中MTBE的連續流試驗
    • 作者:    來(lái)源:宜興市海源環(huán)保設備有限公司    時(shí)間:2010/1/21 14:11:02    點(diǎn)擊:4954
    臭氧催化氧化去除水中MTBE的連續流試驗
    甲基叔丁機醚(MTBE)是一種被廣泛使用的石油添加劑,具有一定的遺傳毒性和輕微的生殖毒性,同時(shí)還具有很高的化學(xué)和生物穩定性以及較高的溶解度,臭氧很難單獨將其氧化,但臭氧催化氧化可以在反應過(guò)程中產(chǎn)生具有強氧化能力的羥基自由基,故能顯著(zhù)提高臭氧氧化去除水中MTBE的效果。筆者考察了在連續流狀態(tài)下,高硅沸石、活性氧化鋁負載的氧化鎂、活性氧化鋁這3種催化劑臭氧氧化去除MTBE的效果,分析了臭氧分解、催化劑吸附、斷面流速及臭氧投量等因素對去除MTBE的影響。
    1試驗材料與方法
    1.1試驗裝置及材料
    為接近實(shí)際情況,試驗采用連續流進(jìn)行研究。試驗溫度為(20±2)℃,所有試驗用水均有蒸餾水配置,并用氫氧化鈉溶液調節原水的pH,使之為7.0±0.1。取樣前向50ml比色管中加入0.1mol/L的Na2S2O3溶液0.6ml,取50 ml水樣并加入10g無(wú)水硫酸鈉和3 ml正戊醇。試驗用催化劑為無(wú)粘結性高硅沸石、活性氧化鋁負載的氧化鎂(自制)、活性氧化鋁。
    1.2測定方法
    MTBE的濃度:氣象色譜(Agilent4890D,GC-FID);O3濃度:紫外分光光度計(752型)。
    2結果與討論
    2.1不同催化劑對水中臭氧的分解效果
    研究催化劑存在時(shí)臭氧的吸附、分解情況有助于更好地理解臭氧催化氧化有機物的機理。將蒸餾水的pH值調為7.0±0.1,把反應器Ⅰ和反應器Ⅲ直接相連,用蠕動(dòng)泵控制流速。試驗采用的流速為0.85、1.49、2.13m/h,對應的空床停留時(shí)間分別為10、5.7、4min。
    試驗發(fā)現,不同濃度的臭氧水溶液通過(guò)高硅沸石后,出水的臭氧濃度在12min內開(kāi)始穩定,并在4h內保持0.2mg/L以下,且提高臭氧初始濃度和流速對初歲的臭氧濃度幾乎無(wú)影響。即使臭氧初始濃度為4.83mg/L,其出水濃度≤0.2 mg/L。
    進(jìn)一步試驗發(fā)現,高硅沸石對水中臭氧油很強的吸附能力,當臭氧濃度增加到10ml/L時(shí),其吸附量約為0.24mgO3/g。Fujita發(fā)現,單位體積高硅沸石堆臭氧吸附量是水中臭氧濃度的80倍。Fujita認為臭氧在高硅沸石上的吸附主要與高硅沸石的SiO2/AlO3值為孔隙結構有關(guān),它的表面存在非極性的憎水Si-O-Si≡基團,由于硅幾乎是電中性的,高SiO2/AlO3值降低了高硅沸石表面與水的親和力,而臭氧分子的偶極矩(0.46D)比水分子的(1.85D)低的多,所以臭氧極性較弱,易被高硅沸石表面吸附。關(guān)于臭氧在高硅沸石上的分解及吸附規律還需做進(jìn)一步研究。
    流速對氧化鎂、活性氧化鋁分解臭氧的影響
    氧化鎂對臭氧的分解率隨流速的增大而顯著(zhù)降低。當流速為0.85、1.49m/h是,隨臭氧初始濃度的增大,出水中的臭氧濃度(C)的增幅增大;在流速為2.13m.h時(shí),不同臭氧初始濃度下的出水臭氧濃度相差不大;钚匝趸X對臭氧的分解率降低較緩慢,在相同流速和不同臭氧初始濃度下,出水的臭氧濃度都相差不大。在臭氧初始濃度相同的情況下,催化劑對臭氧的分解率均隨流速的增大而降低,即隨著(zhù)停留時(shí)間的縮短而降低。
    2.2催化劑對MTBE的吸附
    MTBE有一定的揮發(fā)性,曝氣對其有吹脫作用,
     
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