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关键词：
剩余污泥,超声波处理,粒径,溶出物,微型动物
发表时间：
2013-01-29 15:27:11
摘要: 采用超声波/铁-炭微电解联用体系, 以苯酚为目标污染物, 考察了苯酚溶液初始pH 值、初始浓度、铁屑与活性炭投加量等因素对联用体系降解苯酚效果的影响. 结果表明: 考察范围内, 苯酚降解率随其初始浓度和溶液初始pH 值的增加而降低, 随铁屑与活性炭投加量的增加而升高. 当苯酚初始浓度由50m g# L- 1增至270m g# L- 1, 溶液初始pH 值由3. 0 增至9. 0 时, 降解率分别由91. 3%和78. 4%降至34. 7%和50. 7%;铁屑投加量为每L 苯酚溶液中40g、160g和320g, 铁屑与活性炭体积比均为1B1时, 降解率依次为31. 8%、51. 9%和72. 8%. 对比实验及动力学分析表明: 联用体系中超声波(US )和铁-炭微电解对苯酚降解具有明显的协同作用, 协同因子E = 5. 12, 且降解过程符合假一级动力学规律, 并根据降解速率常数随各影响因素的变化关系确定了宏观动力学模型.
铁-炭微电解工艺利用废铁屑中的铁和炭在水中可形成微原电池的原理实现水中污染物的降解,
因其工艺简单、操作方便且可达到/以废治废0的目的, 近来受到广泛重视( K eum et al. , 2004; Namet al. , 2000; Oh et al. , 2005) . 但是, 大量研究结果表明(刘海宁等, 007; 叶亚平等, 2004 ), 该法在应用中存在诸多缺陷, 除铁屑易板结、沟流外, 对于污染物浓度较高的废水, 沉积物会覆盖于铁炭表面,阻碍两者间的有效接触, 进而导致微电解过程中断, 影响污染物去除效率.
超声波与其它技术联用降解水中难降解有机污染物是一项新型水处理技术( Juang et al. , 2006;B remner et al. , 2000; Zhang et al. , 2005; 戴友芝等,2007) . N amkung 等( 2008)在改进Fenton 法( AFP)降解苯酚体系中引入了超声, 利用超声的空化效应破坏金属铁表面的钝化膜, 增强其表面的清洗, 促进其表面反应; H ardcast le等( 2000 )研究了超声与电化学的联用技术, 认为超声波的气穴现象可以产生超声微电场和声化学效应, 强化电极间质量传递, 避免电解过程中断. 而将超声波与铁-炭微电解联用, 一方面超声波(US)产生的强烈冲击波和微射流可能清洗铁屑表面并有效地防止静态床的板结,其空化效应同时可能使电极表面激活, 驱除电极上聚集的气泡, 加速扩散, 促进离子传输, 强化界面间的化学反应和传质, 促进反应表面更新; 另一方面,超声波的引入, 可能导致有机物降解机理的改变,进而提高降解效率. 白波等( 2007)利用超声波/铁-炭微电解联用处理4EB染料废水, 取得了较好的实验效果, 认为两者具有明显的协同效应. 但是, 目前有关超声波/铁-炭微电解技术在其它废水处理中的研究报道较少.
本研究中尝试以苯酚为目标污染物, 首先采用单因素试验确定超声波/铁-炭微电解降解苯酚的最佳工艺条件, 然后在最佳实验条件下探讨超声波/铁-炭微电解协同体系降解苯酚的作用机理和反应动力学. 旨在为该技术的进一步研究和实际应用提供理论依据.
因其工艺简单、操作方便且可达到/以废治废0的目的, 近来受到广泛重视( K eum et al. , 2004; Namet al. , 2000; Oh et al. , 2005) . 但是, 大量研究结果表明(刘海宁等, 007; 叶亚平等, 2004 ), 该法在应用中存在诸多缺陷, 除铁屑易板结、沟流外, 对于污染物浓度较高的废水, 沉积物会覆盖于铁炭表面,阻碍两者间的有效接触, 进而导致微电解过程中断, 影响污染物去除效率.
超声波与其它技术联用降解水中难降解有机污染物是一项新型水处理技术( Juang et al. , 2006;B remner et al. , 2000; Zhang et al. , 2005; 戴友芝等,2007) . N amkung 等( 2008)在改进Fenton 法( AFP)降解苯酚体系中引入了超声, 利用超声的空化效应破坏金属铁表面的钝化膜, 增强其表面的清洗, 促进其表面反应; H ardcast le等( 2000 )研究了超声与电化学的联用技术, 认为超声波的气穴现象可以产生超声微电场和声化学效应, 强化电极间质量传递, 避免电解过程中断. 而将超声波与铁-炭微电解联用, 一方面超声波(US)产生的强烈冲击波和微射流可能清洗铁屑表面并有效地防止静态床的板结,其空化效应同时可能使电极表面激活, 驱除电极上聚集的气泡, 加速扩散, 促进离子传输, 强化界面间的化学反应和传质, 促进反应表面更新; 另一方面,超声波的引入, 可能导致有机物降解机理的改变,进而提高降解效率. 白波等( 2007)利用超声波/铁-炭微电解联用处理4EB染料废水, 取得了较好的实验效果, 认为两者具有明显的协同效应. 但是, 目前有关超声波/铁-炭微电解技术在其它废水处理中的研究报道较少.
本研究中尝试以苯酚为目标污染物, 首先采用单因素试验确定超声波/铁-炭微电解降解苯酚的最佳工艺条件, 然后在最佳实验条件下探讨超声波/铁-炭微电解协同体系降解苯酚的作用机理和反应动力学. 旨在为该技术的进一步研究和实际应用提供理论依据.
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