旋转填料床中O和O/HO氧化处理TNT红水的研究

摘要

针对火炸药企业TNT红水的治理现状，综述了现有的各种治理方法，并对各种方法进行了分析比较，确定出臭氧化技术处理TNT红水具有较好的应用前景。但是，臭氧的利用率低，水处理成本高，臭氧化技术受气液传质的限制。针对这一问题，提出了将具有高效传质特性的旋转填料床作为臭氧化气液反应装置，以提高臭氧化处理TNT红水的功效和利用率，达到节耗减排的目标。 本文以COD去除率为考察指标，对O<,3>和O<,3>/H<,2>O<,2>两种方法在旋转填料床中氧化降解TNT红水进行了探索性的研究，考察了超重力因子β、pH值、H<,2>O<,2>和O<,3>摩尔比、液体流量等因素对反应的影响。研究结果表明，COD去除率随β的增大而升高，随着pH值的增大β对COD去除率的影响增大，β大于100后对COD去除率的影响不明显；pH值对COD去除率的影响明显，最佳pH值为11；H<,2>O<,2>与O<,3>的最优摩尔比在0.5～1内，因pH值的不同而不同。pH值为7.4时，最优摩尔比为1左右；pH值为10时，最优摩尔比为0.7左右；pH值为11时，最优摩尔比为0.5左右；COD去除率随着液体流量的增加呈增大趋势，pH值增大，COD去除率随液体流量的增加而增大的趋势变缓，当液体流量超过100L/h时，COD去除率会急剧下降。 本文建立了最佳试验操作条件下的体积传质模型。首先，采用硫酸水溶液吸收臭氧，计算出水溶液物理吸收臭氧的体积传质系数k<'0><,LAae>为0.0191s<'-1>。在此基础上，通过引入吸收增强因子E建立了TNT红水化学吸收臭氧的体积传质模型，并用指数衰减模型对试验数据进行了拟合，拟合度达到99.841％。结果表明，体积传质系数k<,LAae>在反应初期k<,LAae>最高，为0.25822 s<'-1>。但是，k<,LAae>随时间的增加而减小，最后趋近于0.0191 s<'-1>。该模型的建立可为进一步研究和工业化应用提供数据参考。 通过与自制的曝气搅拌装置进行对比，确定旋转填料床作为臭氧化气液反应装置可大大节约水处理成本。结果表明，O<,3>方法的氧化时间可减少38.6％，水处理成本可节约21.97％；O<,3>/H<,2>O<,2>方法的氧化时间可减少50％，水处理成本可节约42.41％。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符号说明

声明

1文献综述

2试验方法及试验装置

2.1试验主要仪器及试剂

2.1.1试验用水水质情况

2.1.2主要试验仪器

2.1.3主要试验试剂

2.2试验装置与流程

2.2.1试验装置

2.2.2试验流程

2.2.3试验步骤

2.3试验检测及分析方法

2.3.1气体中臭氧浓度的测定

2.3.2 COD的测定

2.3.3液体中臭氧浓度的测定

2.3.4溶液pH值的测定

3 TNT红水的O3氧化

3.1 O3氧化机理的研究进展

3.2 O3氧化TNT红水机理的探讨

3.3试验结果与讨论

3.3.1超重力因子β对TNT红水降解的影响

3.3.2 pH值对TNT红水降解的影响

3.3.3液体流量对TNT红水降解的影响

3.4本章小结

4 TNT红水的O3/H2O2氧化处理

4.1 O3/H2O2技术

4.1.1 O3/H2O2技术简介

4.1.2 O3/H2O2氧化机理

4.2试验结果与讨论

4.2.1超重力因子β对TNT红水降解的影响

4.2.2H2O2与O3摩尔比对TNT红水降解的影响

4.2.3 pH值对TNT红水降解的影响

4.4.4液体流量对TNT红水降解的影响

4.3本章小结

5错流旋转填料床中臭氧化TNT红水的体积传质模型

5.1气液传质理论研究

5.2物理吸收臭氧传质模型

5.2.1模型假设

5.2.2模型推导

5.2.3模型计算与结果分析

5.3臭氧化TNT红水的体积传质模型研究

5.4本章小结

6旋转填料床中臭氧化TNT红水的经济分析

7总结与展望

7.1论文总结

7.2进一步工作建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及研究成果