难降解芳环类化合物的预臭氧化处理工艺研究 A Study on TheProcess of Pre-ozonation ofRefractory Aromatic Compounds 答辩人：高燕 导师：童少平教授 专业：应用化学 浙江工业大学化学工程学院 目录 文献综述 实验分析 酸性条件下Ti(IV)催化O3/H2O2降解邻苯二甲酸二甲酯 预臭氧化过程水样可生化性的简易评估方法 氧化度在废水预臭氧化处理中的应用 第一章 文献综述 1.1 研究背景 1.2臭氧类高级氧化技术的应用 Akmehmet Balcolu, et al.用O3/H2O2预处理抗生素废水，当臭氧投加量为2.96 g·L-1时可生化性（BOD/COD）的值从0.077升高到了0.38 Wu, et al.对垃圾渗滤液进行臭氧化处理，1.2 g·L-1臭氧投加量可以使水样的BOD/COD从0.06提升至0.5 Lu, et al.用臭氧含有偶氮染料活性艳红X-3B的废水时，当臭氧投加量为34.08 mg·L-1时，BOD/COD从0.102升高到了0.406 1.预臭氧化处理提升废水的可生化性。 2.不同的废水，其最优臭氧投加量不同，相互之间的借鉴参考作用不大。 3. 在应用预臭氧化处理时需进行繁琐的优化试验，特别还涉及测试周期过长的生物需氧量（BOD），在实际生产中不利于推广应用 存在问题：BOD测定繁琐复杂，亟需新的废水综合指标代替BOD/COD 常见的催化臭氧化技术有O3/H2O2、UV/O3、UV/H2O2/O3、金属氧化物/O3等，一般应用于中性或偏碱性条件。 一般化工厂排放的废水均属酸性废水 酸度保留 1.实验室已经证明Ti(Ⅳ)/O3/H2O2体系属于以羟基自由基为主的间接氧化体系，且适用于酸性条件。 2.对其催化性能和动力学等都进行了研究，但是对其降解有机物的途径还没有做相应的研究 研究目的 （1）研究Ti(Ⅳ)/ O3/H2O2体系对含不饱和键有机物的降解途径。 （2）提出一个新的概念氧化度，来代替在废水的预处理中常使用的可生化性BOD/COD表征废水的特性 1.4 研究目的和主要任务 主要任务 （1）酸性环境中，研究Ti(IV)/O3/H2O2对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解效果，分析中间产物并提出其降解所经历的可能途径。 （2）提出氧化度的概念，研究水样的氧化度与BOD/COD的关联情况，以期用氧化度大小来判断水样可生化性的高低。 （3）将氧化度推广应用于实际废水的预处理中。 第二章 实验分析 图2-1 实验装置与工艺流程图 Fig. 2-1 Diagram of the experimental setup 2.1实验装置 2.2实验分析 第三章 酸性条件下Ti(IV)催化O3/H2O2降解 邻苯二甲酸二甲酯 3.1 不同体系对邻苯二甲酸二甲酯的降解效率 表3-1 不同氧化体系降解DMP的表观速率常数 Table 3-1 Apparent rate constants of DMP degradation by different oxidative systems 矿化率：60min时TOC去除率Ti(IV)/O3/H2O2 62.1% 单独臭氧化体系23.4%。 Ti(IV)能与H2O2络合产生黄色的络合物（Ti2O52+），引发羟基自由基产生 3.2 钛离子浓度和H2O2浓度对DMP矿化效果的影响 图3-1 钛浓度对DMP的TOC去除率的影响 Fig. 3-1Effect of Ti(Ⅳ) concentration on the TOC removal rate of DMP 图3-2过氧化氢浓度对DMP的TOC去除率的影响 Fig.3-2Effect of H2O2 concentration on the TOC removal rate of DMP 最佳Ti(Ⅳ)浓度为1.4 mg·L-1, 浓度太高，会淬灭·OH。以下实验Ti(IV)离子浓度均定为1.4mg·L-1。 降解DMP的最佳H2O2浓度 为10mg·L-1