论文部分内容阅读
本文以甲醛为小分子物质,苯甲酸为苯环类难降解物质,模拟醇酸树脂涂料废水,选用介质阻挡放电低温等离子体(NTP)技术协同吸附方法来降解模拟醇酸树脂涂料废水。实验以活性炭(AC)和γ-Al2O3作为主要吸附剂,探究了甲醛、苯甲酸单组分废水以及二者混合组分废水在单吸附、单等离子体氧化及NTP协同吸附三种不同工艺条件下废水的降解净化规律和反应动力学。单独NTP降解净化甲醛、苯甲酸单组分废水研究表明,在适用范围内,废水COD降解率随初始浓度的增大而降低;随放电电压、曝气量的增加,呈现先增大后增速减缓的趋势。随放电电压及功率的增大,系统有效能量利用率先增加后降低。由响应面分析可知:废水净化效果与放电时间、电压、曝气量呈正相关,与初始浓度呈负相关,放电时间为最显著影响因素,然后依次为电压、曝气量、浓度。另外苯甲醛废水降解过程中颜色会有明显变化,由最初的无色变为褐色再变为无色,研究表明降解过程中会有己二烯二酸、丁烯二酸、苯二酚及苯醌等中间产物生成。二者废水降解对比发现,苯甲酸较甲醛更难氧化降解。NTP氧化协同AC吸附降解二组分混合废水表明,协同作用下的净化效果均优于单独AC吸附和NTP氧化的效果。反应初期放电未达稳定以AC的吸附为主,中期二者共同发挥降解作用,后期以NTP氧化为主。动力学分析发现反应并不始终遵循某一动力学模型,反应级数随成分浓度配比、时间等条件的变化而变化。苯甲酸浓度越高、时间越短越符合二级动力学,反之更接近一级动力学。同时发现苯甲酸含量越高,废水生化性越差,达同一降解率所需时间越久。废水降解是一复杂的传质-反应过程,净化速率与效果由气相传质、液相传质、气液界面传质、吸附性能及化学反应速率等因素共同决定。添加适量的吸附剂、通入适量的空气等方式都有助于提高净化效果,缩短处理周期。本研究采用NTP技术协同吸附方法净化有机废水,目的在于使其更接近工业实际。同时在实验的基础上对其动力学进行了探究,为协同复合技术的工业应用提供了实验数据和理论依据。图[36]表[12]参[81]