Page 150 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

· 1506 · 环境工程技术学报 第 12 卷

表 5 优化参数条件下试验结果 分解的促进效果，比较了单独臭氧体系与催化氧化
Table 5 Experimental results under optimized parameters 体系的臭氧分解伪一级动力学拟合情况，结果如
2
指标 试验1 试验2 试验3 均值 图 7(b 所示。从 图 7（b）可以看出，拟 合 R 均大于
)
COD去除率/% 96.83 97.66 97.44 97.31 0.97， 种体系的表观反应速率常数分别 为 0.01 和
3
2
单位臭氧COD降解量/(g/mg) 0.56 0.56 0.56 0.56 0.020 s ，催化剂的加入显著提高了臭氧的分解速率。
−1
构完全矿化，提高污染物的去除效果与臭氧利用 3 结论
率 [27-28] 。叔丁醇（TBA）是常见的·O 屏蔽剂，反应常
H
（1）以臭氧投加量（A）、催化剂投加量（B）、
数 为 6×10 L/(mol·s)，通过在反应中投 加 TB A 可考
8
pH（C）、反应时间（D）为试验的主要影响因素，设计
察·O 对污染物去除的贡献情况 [29] 。臭氧投加量为
H
4
了基 于 L (4 ) 的苯酚废 水 α-Fe O 催化臭氧氧化正
3
5 mg/(L·min)，催化剂投加量 为 0.10 g/L，p 为 9，TBA 16 2
H
交试验。极差分析表明，各影响因素 对 CO 去除率
D
投加量 为 50 mg/ 时，苯酚废 水 CO D 去除效果见
L
与单位臭 氧 CO D 降解量的影响权重分别 为 A>D>
图 7（a）。从 图 7（a）可以看出，投 加 TB 的催化氧化
A
C> 和 A>D>B>C。
B
过程较只投加臭氧与投加臭氧和催化 剂 2 种情况对
（2）方差分析表明，臭氧投加量与反应时间对催
CO 去除率具有显著优势，反 应 45 mi 达到平衡，
n
D
化氧化过程影响显著，以臭氧投加量为单一变量的
最 大 CO 去除率 为 97.64%。单独投加臭氧 对 COD
D
试验中，CO 去除率与单位臭 氧 CO 降解 量 2 项指
D
D
去除率最低。表明臭氧 在 α-Fe O 催化作用下产生
3
2 标最大值较最小值分别提高 了 50.49 % 和 232.73%。
的·O 显著增强了氧化效果，CO 去除率提升 了 25%
D
H
（3）通过权重矩阵计算，得到同时考 察 CO 去
D
以上。
除率与单位臭 氧 CO 降解量时优化后的反应条件：
D
臭氧的快速分解可促进其充分转化为·OH [30] ，进
臭氧投加量 为 5 mg/(L·min)，催化剂投加量 为 0.10
而提高臭氧利用率。为进一步评 估 α-Fe O 对臭氧
3
2 g/L，p H 为 9，反应时间 为 45 min。综合影响权重为

A(0.391 5)>D(0.317 1)>C(0.195 0)>B(0.107 2)，在工
程应用中应着重考虑臭氧投加量与反应时间的
控制。
（4）以优化后的反应条件进行试验时，CO 去除
D
率与单位臭 氧 CO D 降解 量 2 项指标均表现了较高
水平，分别 为 97.31 % 和 0.56 g/mg。催化机理试验表
明，·O H 是提高污染物去除效果与臭氧利用率的主
要原因。
参考文献
［ 1 ］ ALSHABIB M, ONAIZI S A. A review on phenolic wastewater
remediation using homogeneous and heterogeneous enzymatic
processes: current status and potential challenges[J]. Separation
and Purification Technology，2019，219：186-207.
［ 2 ］ LI M, CHEN Z Q, WANG Z Z, et al. Investigation on
degradation behavior of dissolved effluent organic matter,
organic micro-pollutants and bio-toxicity reduction from
secondary effluent treated by ozonation[J]. Chemosphere，2019，
217：223-231.
［ 3 ］ 李亚男, 谭煜, 吴昌永, 等.臭氧催化氧化在石化废水深度处理
应用中的若干问题[J]. 环境工程技术学报，2019，9（3）：275-
281.
LI Y N, TAN Y, WU C Y, et al. Application and problems of
catalytic ozonation in advanced treatment of petrochemical
wastewater[J]. Journal of Environmental Engineering
图 7 臭氧氧化技术处理苯酚废水的降解过程
Technology，2019，9（3）：275-281.
Fig.7 Degradation process of phenol wastewater by ozone
［ 4 ］ KHUNTIA S, SINHA M K, SINGH P. Theoretical and
oxidation experimental investigation of the mechanism of the catalytic