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旋转微气泡反应器强化臭氧降解水中对硝基苯酚

2021-07-28曾尚升杨宇成张娜张学勤叶静黄雅燕肖美添

化工进展 2021年7期

曾尚升,杨宇成,张娜,张学勤,叶静,黄雅燕,肖美添

(华侨大学化工学院,福建厦门 361021)

硝基酚是生产炸药、农药、染料和皮革等产品的重要原料,由于其对人类和水中生物的强烈毒性,已被多国环境保护部门列为优先污染物[1-2]。由于芳香环中硝基基团具有很强的吸电性,增强了硝基酚的化学稳定性,且对微生物具有毒性,需要较长的孵育时间,故生物降解不适用于硝基酚的去除。另外,简单的物理方法,如吸附和膜过滤,只是将硝基酚从液相转移到固相,对降低硝基酚的毒性是无效的[3-4]。因此,寻找一种高效的液相分解硝基酚的方法显得尤为重要。

臭氧(O3)和以臭氧为基础的高级氧化工艺已得到广泛研究并成功地应用于废水处理领域[5-7]。其优势主要在于臭氧具有较强的氧化能力(E0=2.07V),且不易产生二次污染[8]。但臭氧在水中溶解能力有限,氧化降解废水过程中受到传质速率的严重制约,造成臭氧利用率低、废水处理成本高等问题。克服这一限制的一种有效方法是通过减小溶液中臭氧气泡尺寸来增加用于传质的界面面积,进而实现臭氧传质过程的有效强化[9]。当气相中的臭氧进入废水后,其与污染物的反应主要有臭氧分子的直接反应和二次氧化剂的间接反应两种机制,如在水中臭氧分解后形成的羟基自由基(·OH)引发的高级氧化反应[10]。由于臭氧分子对有机物的直接氧化反应具有一定选择性,导致其常常难以完全去除有机污染物。而间接臭氧氧化产生的羟基自由基具有比臭氧更高的氧化还原电位(E0=2.80V),可降解大多数有机物[11]。……

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