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粉末活性炭和臭氧在水處理中的應用研究
摘要:通過對臭氧在水中的反應途徑和其對嗅味物質的氧化去除規(guī)律的分析,采用單獨投加臭氧預氧化和臭氧與活性炭池聯(lián)用處理工藝的試驗
臭氧(O3)是氧的同素異形體
臭氧最早在水處理中的應用是作為消毒劑,1886年到1916年期
通過濾柱試驗
臭氧具有極強的氧化能力
D反應反應速度緩慢
R反應反應速度快,氧化能力強
,但反應無選擇性,不僅可以與水中有機物反應,將其氧化去除,還能與水中碳酸根和重碳酸根反應,如果臭氧分解產(chǎn)生的羥基自由基可以迅速與碳酸根和重碳酸根反應,就會減少羥基對臭氧的催化分解作用。這2種反應進行的程度取決于不同的反應條件
,當溶液PH<8時,0H的數(shù)量將大大減少,如果投加重碳酸鹽( NaHCO3)作為OH的捕集劑,就可以減弱臭氧分解速度和OH的反應速度。當溶液的pH>8時
試驗期間原水pH值在6-8.5之間
臭氧作為一種強化劑,可以氧化水中大部分有機物
烯烴由于具有Ⅱ鍵
,可以和臭氧發(fā)生1,3偶極加成反應,形成不穩(wěn)定的臭氧化物,并很快分解成雙極性離子和羥基化合物,它們之間相互作用,生成臭氧化物。反應的最終產(chǎn)物可能是單體的、聚合的和交錯的臭氧化物的混合體。但當烯烴帶有親電取代基時,反應速度會受到抑制。炔烴與臭氧的反應機理也是通過1,3偶極加成反應,生成臭氧化物后,轉變成兩種羥酸。臭氧基本不與烷烴反應,只有在非水溶液中,臭氧濃度較大時,可以將其氧化成過氧化基化合物,然后變成過氧化物、乙醇、酮,而在水中臭氧很難將其氧化。由于胺類化合物都具有供電子基團NH2
,因此易于與臭氧反應,反應速度很快。臭氧與伯胺反應時生成硝基化合物及銨堿,仲胺經(jīng)常形成穩(wěn)定的硝基團,但易與臭氧反應生成硝基化合物,叔胺變成氧化胺,臭氧還會導致胺或臭氧化中問產(chǎn)物的縮合反應。若N原子上帶有其他得電子基團,該化合物的反應速度會受到抑制。芳香族化合物的氧化反應發(fā)生在芳環(huán)本身或側鏈取代基上
。當帶有供電子取代基(-NH2、-OH)時,可以加速臭氧化反應,而帶有得電子取代基(-NO2、-Cl)時,可以抑制臭氧化反應。帶有OH的苯環(huán),在酸性或中性時,臭氧化反應發(fā)生在取代基鄰位或對位的碳原子上,生成鄰苯二酚和對苯二酚及對苯醌,最后氧化成CO2和H2O,在堿性條件下,臭氧反應發(fā)生在-OH上或由羥基及-OH引發(fā)的自由基反應,臭氧化產(chǎn)物可能是聯(lián)苯酚,苯醌,環(huán)斷裂生成的己二烯酸及其衍生物或甲醛草酸等。鹵素取代的苯環(huán),氧化后形成草酸、乙醇酸脂族醛。具有不飽和結構的雜環(huán)化合物都可以與臭氧作用,但不同的雜環(huán)反應速度反應時攻破的位置不同。銷售一部:18339929862
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