氧化剂浓度

2024-06-16

氧化剂浓度(精选11篇)

氧化剂浓度 篇1

二氧化碳是制造尿素的主要原料。二氧化碳原料气是由天然气中甲烷经过不同转化炉转化, 多次变换而得。二氧化碳纯度是计算氨碳比等工艺指标的根据, 对制造尿素起着重要作用。因此, 二氧化碳原料气纯度的测定是对化肥厂中间产品质量检验的一项重要内容。工艺指标要求纯度≥99%。目前大多数实验室还是采用经典的化学方法-奥氏气体吸收法。利用氢氧化钾吸收二氧化碳, 根据体积缩减量计算纯度。该方法存在因吸收剂吸收能力减弱或失效, 导致吸收不完全、气体置换不充分、含量高致使量气管刻线超刻度, 结果一般为估读、加之仪器本身存在较大死体积等诸多原因, 都会对分析结果产生较大的影响。人员之间分析误差较大, 分析结果准确率不高。

为了消除奥氏气体吸收法的干扰因素, 提高分析准确率。将二氧化碳原料气气样, 直接进入到气相色谱仪中, 用实验室常规二氧化碳检测方法进行测定, 结果出现较大平头峰。针对此情况, 将进样量从1m L改为0.2m L, 即进样量减小了5倍, 高含量二氧化碳的峰面积也相应减小, 峰型得到了改变。但分析结果重现性差, 均在96%~105%之间。同一样品出现不合格和超差两种现象, 无法对分析数据进行正确判断。

为了得到准确的高浓度二氧化碳分析结果, 对分析方法进行了改进。二氧化碳原料气的组分由二氧化碳、氧、甲烷、一氧化碳和氢组成, 主要成分是二氧化碳, 纯度较高, 占99%以上, 其余由氧、甲烷、一氧化碳和氢组成。这四种组分可统称为杂质。通过测定组分中的杂质含量, 用差减法就可求得二氧化碳的纯度。

1 仪器和材料

1.1 气相色谱仪, 带热导检测器。

1.2 色谱柱:长1米, 内径3毫米不锈钢管, 内装60~80目TDX-01。

1.3 气体阀进样:定量管1m L。

1.4 标准气:H2含量0.5%、O2含量0.5%、及CO含量0.306%和CH4含量0.404%。

2 实验和讨论

2.1 一氧化碳和甲烷的测定

气体中甲烷和一氧化碳组分的测定, 可采用实验室已有的气相色谱仪, 以流速为50m L/min的氢气做载气, 100℃的柱温等操作条件, 采用外标法定量。

2.2 氧和氢含量的测定

实验室常规分析氧含量的方法, 均是采用13X分子筛为固定相, 用氢气做载气, 在一定操作条件下进行测定, 所得结果准确性较高。但由于样气中含有高含量的二氧化碳, 13X分子筛对二氧化碳有很强的吸附能力, 二氧化碳不易脱附。而该项目是工艺控制较重要的指标, 分析频率较高, 致使柱效率降低很快。而固定相TDX-01对二氧化碳有很好的分离能力, 用它代替13X分子筛, 以流速20m L/min氮气做载气, 80℃的柱温, 用热导检测器, 可同时分析气样中氢气和氧气含量, 且分离效果十分稳定。

通过上述两种分析方法, 可以得到准确的O2、H2、.CO和CH4四种杂质含量。二氧化碳纯度可利用差减法求得, 即CO2%=100%—杂质组分含量%。

下表是2015年7月在工艺操作平稳运行下, 连续收集了15天的分析数据。

通过表1、表2数据显示, 杂质组分含量较低, 一氧化碳和甲烷均未检出, 杂质中只含有少量的氢和氧, 不到1%。二氧化碳纯度可通过减去氢和氧即可得到。且分析数据偏差也较小, 在99.10%-99.30%之间。分析结果准确率远远高于奥氏气体吸收法 (99%) , 重现性较好。

3 结语

3.1 方法改进后, 消除了化学吸收法的干扰因素, 降低了人为操作误差, 提高了分析准确率。

3.2 通过分析杂质含量, 解决了高浓度气样结果超出线性范围的问题。减少了人员之间的分析误差。

氧化剂浓度 篇2

在2L高压间歇反应釜中,研究了湿式氧化对高浓度分散蓝染料废水处理的效果、反应温度的.影响和动力学特征.研究表明:温度是分散蓝染料废水湿式氧化的关键影响因素,升温有利于氧化效果的提高;进水CODCr46710mg/L在255℃、1.25倍理论供氧量下反应2h,CODCr去除率达72.1%,可生化性显著提高,色度完全被去除.建立了三参数通用动力学模型,合理解释了湿式氧化过程.

作 者:曾新平唐文伟 赵建夫 顾国维 作者单位:曾新平(同济大学生命科学与技术学院,上海,92)

唐文伟(同济大学化学系,上海,200092)

赵建夫,顾国维(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,200092)

氧化剂浓度 篇3

了解二氧化碳濃度变化对光合作用的影响。

【实验原理】

1.一般说来影响植物光合作用强度的因素分为外界因素和内部因素。外界因素主要有光强、光质、温度、二氧化碳浓度,而影响光合作用的内部因素主要有叶片叶绿素的含量、叶片含水量、叶

片的发育阶段等等。

2.光合作用的强度指标可以从光合作用原料的消耗情况或者是光合作用的产物生成情况上得以反应。

3.陆生植物的叶片一般是浮在水面的,因为气孔和气腔中有空气,使得整个叶片的密度小于水;负压处理后由于气孔和气腔中的空气被抽掉,植物叶片的密度会因为大于水而沉于水底,但一旦随着光合作用的不断进行,叶片的气孔和气腔中又会充满光合作用制造的氧气从而使叶片密度小于水以致叶片重新上浮于水面,进而会形成一个有趣的叶片动态上浮过程。

【实验材料和用具】

大号打孔器、大号注射器、大烧杯、小烧杯、碳酸氢钠、高瓦数聚光灯、小叶女贞叶或者小白菜叶。

【实验步骤】

1.配制浓度梯度为0%、5%、10%、15%的碳酸氢钠溶液50毫

升并分别置于编号为A、B、C、D的四个小烧杯中(为光合作用提供二氧化碳)。

2.选一片生长成熟的小白菜叶,在叶片上用大号打孔器选取适当位置打取足够数量的小圆片(50片左右)。

3.把打好的小圆片放入大号注射器中,加入三分之一的水,装入注射器塞,接着推排出注射器中的空气,再用左手一个手指堵住注射器针空位,右手用力抽拉活塞,可见其中冒出大量气泡。重复几次上述的排气和抽拉动作,直至注射器静止不动,小圆叶片就能够全部沉在水底才停止上述动作。

4.选取上述处理好的叶片各10片,分别放入已经编号的A、B、C、D四个小烧杯中并分散均匀,将A、B、C、D四个烧杯等距

30厘米置于聚光灯边,然后打开聚光灯。

5.观察叶片动态上浮过程,并记录相同时间内A、B、C、D四个烧杯内叶片的上浮情况。

【实验现象】

A、B、C、D四个烧杯中叶片上浮的速度不一样,烧杯中的碳酸氢钠溶液浓度越大,叶片上浮的速度就越快。

【实验结论】

二氧化碳浓度对光合作用有影响。在一定的二氧化碳浓度范围内,光合作用的强度和二氧化碳浓度是成正比的。

氧化剂浓度 篇4

随着社会经济的不断发展, 目前水资源的污染问题越来越严重, 其危害已经逐渐渗透到人们的日常生活之中, 废水处理也已经不是某一个领域和行业的任务, 而是人类义不容辞保护生存环境的责任和义务。

近年来, 我国的废水处理得到了快速的发展, 也较大幅度的改善了地表的水质。主要是因为我国政府已经制定了各项保护环境的政策, 要求排污企业加大环保投资、建立符合要求的废水处理系统, 但是很多企业因为处理技术的局限, 废水的处理效率不高, 印染、浆粕、造纸、制药、焦化等众多行业的企业由于没有成熟的废水处理技术, 造成外排水不达标, 有可能会停产关闭。

在此前提下, 我们市场调研和分析了典型企业的需求, 听取了业内知名专家和技术人员的意见, 制定了总体方案。工业废水微波催化氧化技术可以使处理后的废水达到国家相关的排放标准, 具有诸多的优点, 如:设备自动化程度高、不受环境温度等因素影响、压力投资少、占地面积小、综合处理效果好等, 具有推广的应用价值。

2 技术方案的确定

2.1 技术方案分析

随着我国经济的不断的发展, 工业废水的污染问题也越来越多, 不仅工业废水污染物的成分复杂, 而且工业废水污染物的浓度高, 造成原来的废水处理方法处理有限, 工业废水的污染已经严重影响到我们的生态环境和人体的健康。所以急需解决工业废水的污染问题。

高浓度有机废水微波催化氧化处理工艺的出发点是:按照国家水质检测标准检测CODcr的原理和方法, 找到一种合适的强氧化剂对废水中的有机物进行氧化, 同时创造良好的氧化反应条件, 能够在短时间内完成氧化反应, 以达到高效、快速、经济去除有机污染物的目的, 进而可以解决大部分的难题。

在大量的理论依据和试验检验的前提下, 确定了技术方案:废水中的有机物通过Fenton试剂氧化, 利用微波来对氧化反应过程进行催化, 在较短的时间内完成氧化反应, 进而使废水得到净化。废水经过微波催化氧化技术处理之后, 达到有关的标准, 废水经过处理之后效果很好。

2.2 工业废水微波催化氧化技术原理

微波是指频率在0.3~300GHz, 波长在100cm~1mm的电磁波, 具有穿透性、反射性、直线性、和吸收性等特征。现在, 国家应用最多的微波加热频率是915MHz和2450MHz。工业化大生产大多用915MHz, 民用一般用2450MHz, 所以该技术选择的微波频率是915MHz。

微波的加热作用是偶极转向极化。在无外电场的作用下, 极性电介质的分子的偶极矩在每个方向的概率都相等, 宏观偶极矩是零。在微波场中, 电场作用和物质的偶极子发生转矩, 宏观的偶极矩不再是零, 进而产生了偶极转向极化。因为微波所产生的交变电场以每秒数亿次的高速变向, 偶极转向极化跟不上电场的速度, 进而耗散材料的内部功率, 一部分的微波转化成热能, 物质进而升温。

微波除了有加热作用外, 还对废水有催化作用, 即改变反应的历程, 降低反应的活化能, 加快合成的速度, 使平衡转化率提高, 减少副产物, 改变立体选择性等效应。根据分析, 微波的频率和分子的转动频率相近, 微波的电磁作用影响分子中没有成对电子的氢键缔合度和旋转方式, 在分子中储存微波能量来改变分子间的相互作用及微观排列等方式来影响化学反应的宏观熵效应, 进而使活化反应能降低, 改变反应动力学。

废水的微波催化氧化技术是将氧化剂和废水混合之后再送入微波场, 微波的作用机理是: (1) 极性分子吸收微波, 吸收微波后分子的运动速度就会加剧, 尤其是水分子, 水分子吸收微波后运动速度急速加快, 使得水中的污染物的分子运动速度也随之加快, 碰撞接触的几率就会增加, 进而迅速完成氧化过程; (2) 微波选择性加热废水中物质的分子, 对氧化反应起到强烈的催化作用, 还可以通过催化介质把微波能传给不能直接吸收微波的污染物, 使污染物的分子结构发生振动和变形, 改变污染物的熵, 使火化自由能降低, 氧化反应也就更加彻底, 明显提高污染物的降解去除率; (3) 氧化后的氧化矿物中的金属离子生成聚合类絮凝剂, 和部分没有氧化的有机物结合, 产生絮凝沉淀去除, 进而进一步的去除有机物。

废水中难处理的有机物通过一系列的物理化学作用降解、转化、沉淀, 进而使废水得到进化。

2.3 研究内容

2.3.1 工艺技术的确定和工业的实现

项目技术的原理是应用氧化法对工业废水的有机污染物进行处理, 微波可以起到加速氧化反应过程的作用, 能够较短的时间完成氧化反应, 以实现氧化法的工业化应用。

工业技术主要包括:氧化反应条件和流程的控制;氧化反应与微波的场强、频率的关系。

氧化反应的条件和流程控制: (1) 对废水的p H值进行调整, p H值控制在3~5; (2) 把氧化剂加入到废水中, 并且搅拌均匀, 需要根据COD的值确定氧化剂的用量。通常情况下, 100mg的COD需要加入500mg的氧化剂; (3) 将上述的废水通过微波场; (4) 废水通过微波场后再通过气水分离器使气液发生分离, 再通过气浮装置或者沉淀池使固液分离, 进而能够实现固、液、气三者的分离, 使水得到精华; (5) 将出水的p H值调节在6~9之间, 频率为915MHz的微波;微波的功率需要根据COD的浓度确定, 为10~40k W;单台微波催化氧化装置的废水处理能力是5000~50000m3/da, 满足了多数企业的需要, 多台设备可以一块运行, 满足了处理量大的企业的需求, 进而真正意义上实现通过氧化法处理废水的工业化应用。

2.3.2 氧化剂的选择

氧化剂的种类非常多, 根据污染物和水质的不同选择不同的氧化剂。现在最为常用的是Fenton试剂、臭氧O3、次氯酸钠。

Fenton试剂是由Fe2+与H2O2混合所得到的强氧化剂, 过氧化氢在氢氧化剂的作用下, 可以生成羟基自由基 (OH·) , 羟基自由基具有很强的氧化性, 具有很高的氧化还原电位。实验的过程:把废水的p H调整到3~5, ;将1000L的废水平均分到10个烧杯内;在10个烧杯中加入不同剂量的Fenton试剂, 30min的搅拌时间, p H调节到7~9, 静置120min后, 检测上清液。

经过多次实验得出结果如表1所示。

利用高压放电所得到的高浓度的臭氧, 具有脱色、除臭的优点, 具有较强的氧化性。实验的过程:把废水的p H值调整到8~9;气体混合器中放入1000m L的棉浆粕废水, 将臭氧通入气水混合器中, 臭氧的投入量需要通过臭氧发生器的反应时间来控制, 充分反应之后, 静置60min之后, 检测上清液。

经过多次实验得出结果如表2所示。

次氯酸钠的氧化原理是水解生成次氯酸, 再经过进一步的分解得到新生态氧[O], 新生态氧有较强的氧化性。实验过程:把废水的p H调节到8~9;10个烧杯中加入不同剂量的次氯酸钠, 经过30min的搅拌, 再静置60min, 检测上清液。

经过多次实验得出结果如表3所示。

3 技术特点

3.1 关键技术

(1) 确定工业废水的微波催化氧化技术工艺及技术参数;

(2) 对工业废水微波的催化氧化处理装置进行设计及制造;

(3) 选择氧化剂和控制氧化过程;

(4) 自动控制系统的设计与实施。

3.2 创新性

3.2.1 废水微波催化氧化处理技术在工业中的应用

实现废水的快速、动态、连续的处理, 每台设备的处理能力是5000~50000m3/d。运行需要在常温常压的条件下进行, 不需要增温。

微波是一种催化的手段, 可以加速反应的过程, 减少反应的时间, 使运行的费用降低, 处理每吨废水的费用大约在0.5~2.0元之间, 进而实现氧化物的工业化应用。

3.2.2 伴生絮凝脱色

原来的工业废水处理要在处理过程中加入絮凝剂, 使废水中絮凝剂、悬浮物和大分子物质结合, 进而去除沉淀。但是高浓度有机废水微波催化氧化处理技术不需要再加絮凝剂, 而是氧化过程中就会生成絮凝剂, 与传统的比较, 节省了运行的费用, 简化了工艺, 减少投资。通常可以在10min完成80%的沉淀, 1h完成95%的沉淀, 6h就可以完成99.9%沉淀。

同时强氧化剂在微波催化作用下分解废水中影响色度的物质, 主要是应用在较难生化降解的染料类物质的发色基团, 进而失去发色的能力, 从而起到脱色的作用。

4 结语

该技术具有处理废水达标排放的能力、并且反应时间短、自动化程度高等诸多的优点, 技术成熟, 是一种新型的废水处理手段, 具有市场价值。

摘要:工业废水微波催化氧化技术是将氧化剂和废水混合之后再送入微波场中, 废水中的高浓度有机污染物在微波的作用下快速发生氧化还原反应, 并使之转化成小分子的物质, 进而氧化为水和二氧化碳, 进而达到净化废水的目的。工业废水微波催化氧化的技术主要有:氧化剂的选择和氧化过程的控制;工业废水微波催化氧化处理装置的设计与制造;自动控制系统的设计实施;工业废水微波催化氧化工艺技术。

关键词:微波,催化氧化,废水处理

参考文献

[1]陆慧明.微波催化氧化技术在废水处理中的应用[J].真空电子技术, 2013, 01.

[2]崔延瑞, 吴青, 张璐璐, 程瑶, 王晓, 崔凤灵.催化臭氧氧化垃圾渗滤液水质变化的研究[J].河南师范大学学报 (自然科学版) , 2015 (12) :34~35.

[3]李亚男, 何文军, 俞峰萍, 陈梁锋, 戈军伟.离子交换树脂在有机催化反应中的应用进展[J].应用化学, 2015 (12) :24~25.

[4]赵瑞红, 付文杰, 徐明明, 柴彤.DMF回收工艺中钯碳催化剂的应用性能研究[J].现代化工, 2015 (09) :24~25.

氧化剂浓度 篇5

高级氧化-生化耦合技术处理低浓度有机污水用作回用水实验研究

实验研究了臭氧高级氧化-生化耦合技术处理低浓度有机污水.以某炼油厂乙烯废水为例,在低臭氧投加量1.5~2.0 mg/L及其他一定条件下,出水CODCr平均不到33 mg/L,石油类污染物平均去除率达到了67.2%,出水挥发酚最高质量浓度仅0.016 mg/L,硫化物平均降解率为65.2%,氨氮去除率保持在87.9%以上,优于活性炭处理方法.实验还发现,低剂量臭氧投加量的`影响不如废水流量及水质变化影响显著,前者既可提高有机物的可生化性,又不会对微生物产生抑制作用.

作 者:钟理 陈建军 郭文静 朱运伟 ZHONG Li CHEN Jian-jun GUO Wen-jing ZHU Yun-wei 作者单位:华南理工大学化工与能源学院,广东,广州,510640刊 名:现代化工 ISTIC PKU英文刊名:MODERN CHEMICAL INDUSTRY年,卷(期):25(1)分类号:X703.1关键词:乙烯废水 臭氧 生化处理 高级氧化

氧化剂浓度 篇6

【中图分类号】G64.23【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2016)15-0-01

今天我说课的内容是人教版化学九年级上册第二单元课题3《制取氧气》第二课时。

接下来我主要从教材分析、教法、学法、教学程序以及板书设计这五个方面来阐述我的教学思路。

(首先是我对教材的分析)

一、教材分析

1.教材的内容、作用及地位

《制取氧气》是初中化学重点内容之一,本课题内容较多,且学生第一次涉及气体制取,因此我把这一课题分为两课时,本次说课针对第二课时。在同学们已经学习过制取氧气的基础上,通过这一课时,探究过氧化氢制取氧气的反应,让学生在实验中更深入理解制取氧气的反应原理,了解实验室制取气体的思路和方法。

制取氧气不仅是气体制取的开始,考察学生对实验操作的综合应用,同时,学好这一课题也能为即将在后面学到的《二氧化碳的制取》做铺垫,因此本课时起着承前启后的作用。

学生学好这部分知识对今后化学知识的学习有重要意义,打下一个良好基础。

2.三维目标

①知识与技能

1.掌握实验室过氧化氢制取氧气的反应原理和操作过程。

2.了解气压传感器、数据采集器以及配套软件的使用方法。

3.学习定量描述反应速率的方法。

②过程与方法

通过探究催化剂及浓度对过氧化氢制取氧气反应速率的影响,初步认识到科学探究的意义,提高实验技能,培养合作意识,锻炼加强对实验过程的猜想判断能力和语言表达能力。

③情感态度与价值观

通过实验探究使学生认识到科学探究的不易和收获,提高对化学的兴趣,感受化学的美妙。

3.教学重难点

重点:掌握实验室过氧化氢制取氧气的反应原理和操作过程及方法。

难点:理解催化剂及浓度等条件对反应速率的影响。

二、教法分析

学生是学习的主体,教师只是引导者。根据这一教育理念,结合本节教材内容,本节课采取问题探究和学生分组实验相结合的教学方法。通过问题和实验两种形式的探究式教学,设置疑问,引导学生进行实验探究并巩固扩展。这两种教学方法既没有对知识进行直接灌输,也没有以教师为中心,充分体现了学生在课堂上的主体性。

三、学法分析

学情分析:九年级学生刚接触化学,氧气是学生较为熟知的物质,学生初步具备了观察实验做出判断的能力,在教师的指导下可以尝试进行一些简单实验。

知识储备:已经知道氧气的用途,对氧气比较熟悉。

心理特点:求知欲强,对实验操作等知识有极大兴趣。

根据以上分析,我将引导学生运用自主合作探究法。

四、教学程序

本节课的重点是运用启发探究式教学对重难点内容——催化剂、浓度等条件对反应速率的影响进行探究,所以我在时间上做出了详略分明的安排:3分钟新课引入,28分钟实验探究,6分钟课堂小结,3分钟布置作业。

1.第1环节 新课引入

首先是新课引入,通过生活常识我们知道氧气能使带火星的小木条复燃,我们在上节课已经学习过用高锰酸钾制备氧气,那么氧气有什么制备方法呢?通过创设问题情境,让学生把握实验室制取氧气三个基本方法,养成及时复习和预习的习惯,使教学顺利进行。

2.第2环节 实验探究

(一)演示实验

我分别将带火星的木条伸入盛有H2O2溶液和盛有H2O2溶液、MnO2粉末混合物的两支试管中。通过现象的不同,引发学生思考得出结论:二氧化锰会影响过氧化氢制取氧气的速率。进一步讲解MnO2在反应中改变其他物质化学反应速率,但本身质量和化学性质无变化,引入催化剂概念。为了提高同学们在课堂的参与度,我运用探究实验的方法,先通过提出问题,让同学们思考,二氧化锰如何影响反应速率?加入的MnO2是不是越多,反应速率越快?如果不改变MnO2用量,通过改变H2O2浓度,对反应速率有什么影响?

同学们讨论得出猜想:加入的MnO2越多,反应速率越快/越慢。

如果不改变MnO2用量,H2O2浓度越高,反应速率越快/越慢。

(二)探究实验

化学是一门以实验为基础的科学,通过动手实验能让同学们更好的理解教科书上的知识。因此我让同学们思考如何设计实验方案验证自己的实验猜想,学生刚接触化学不久,综合能力比较弱,所以在学生没有思路的情况下,我会引导学生思考如何设计方案,鼓励师生交流和生生交流,在引导过程中向学生传输控制变量法在探究某个因素时对反应影响的应用。同时我对同学的实验方案进行点评,改进同学的实验方案,培养学生对化学实验探究的兴趣。

实践是检验真理的唯一标准。我让同学们亲自动手实验验证自己的猜想。在这里我引入了手持技术定量的探究反应速率的快慢。反应催化效果靠肉眼观察困难,肉眼只能观察到气泡的生成,缺少具体的数据图表支撑,利用手持技术操作简便、图标直观、数据处理快捷,能更直接的得到催化剂、浓度等条件对反应速率的影响。在进行实验之前我先讲解实验装置及原理,使学生更清楚理解实验。过氧化氢分解产生氧气,随着反应进行,气体浓度不断增加,容器压强也不断增大,利用压强传感器可以描绘出压强随时间变化的曲线,对曲线线性拟合得到曲线斜率,根据曲线斜率可判断反应速率的快慢。曲线斜率越大,反应速率越快。

为了节省实验时间,同时培养学生的合作能力。我将全班分为四个组,前两组探究MnO2变化对反应速率的影响,后两组探究H2O2浓度对反应速率的影响。实验过程中我讲解一些注意事项。在实验结束后,我通过派小组代表记录数据结果,汇报实验过程中出现的问题,寻找解决问题的方法,培养学生反思、总结实验结果的能力。

3.第3环节 课堂小结

通过实验数据的整理,进行小结:在其他条件不改变的情况下,加入MnO2越多,反应生成氧气的速率越快;在其他条件不改变的情况下,H2O2浓度越高,反应生成氧气的速率越快。得到结论:在过氧化氢分解产生氢气的反应中,增加催化剂用量和增加反应物浓度都能提高反应速率。

4.第4环节 布置作业

通过讲解马铃薯对H2O2的分解也有催化效果,布置作业,让学生课后利用同样的实验装置,设计实验方案探究马铃薯对H2O2的影响。强化学生对实验过程和方法的理解。

五、板书设计

氧化剂浓度 篇7

催化臭氧氧化技术[3,4,5]是在臭氧氧化法基础上发展起来的一种高级氧化技术。它利用过程中产生的大量高氧化性自由基(·OH)氧化污染物,克服了臭氧氧化法氧化能力弱、臭氧利用率低的缺点[6,7],成为重要的水处理技术[8]。活性炭因具有较大比表面积和良好吸附性能,常被用作催化剂载体。同时活性炭还具有一定的催化活性[9,10]。

本工作采用活性炭催化臭氧氧化技术处理模拟低浓度氨氮废水(简称模拟废水),研究了不同反应参数对氨氮去除效果的影响。

1 实验部分

1.1 试剂和材料

实验用试剂均为分析纯,实验用水均为去离子水。

实验用活性炭为椰壳碳,粒径0.42~0.60 mm,比表面积1 130 m2/g。模拟废水使用NH4Cl配制,氨氮质量浓度为35 mg/L。

1.2 实验装置

活性炭催化臭氧氧化处理模拟废水实验装置见图1。实验装置主要由臭氧发生器、三相流化床催化反应器和臭氧尾气吸收装置3部分组成。臭氧由奥普林ACF-5型臭氧发生器产生,气源为氧气,臭氧质量浓度为10 mg/L,气量可调。三相流化床催化反应器是内径60 mm、高400 mm的圆柱形玻璃反应器,反应器顶部设置臭氧吸收装置,底部设置气体分布器。

氧气瓶;2臭氧发生器;3气体流量计;4三相流化床催化反应器;5气体分布器;6取样口;7尾气吸收装置

1.3 实验方法

称取一定量活性炭放入装有500 mL模拟废水的反应器中,采用NaOH和HCl溶液调节模拟废水pH。从反应器底部的多孔布气板通入臭氧;气体通过多孔布气板分散出气泡带动反应器中的液体循环流动,使催化剂处于流化状态。反应温度为(25±1)℃,间隔一定时间取样进行分析,测定氨氮质量浓度。

1.4 分析方法

按照GB7479—87《水质铵的测定纳氏试剂比色法》[11]测定氨氮质量浓度,计算氨氮去除率。

2 结果与讨论

2.1 不同反应体系对氨氮去除率的影响

在模拟废水pH为10.0、臭氧流量为26 mg/min、活性炭加入量为10.0 g/L的条件下,不同反应体系对氨氮去除率的影响见图2。由图2可见:单独活性炭吸附对氨氮的去除能力很弱,因为在碱性范围内会转变为NH3,使溶液中的NH4+浓度降低,这将直接影响活性炭对氨氮的吸附;单独臭氧氧化30 min,氨氮去除率为45%,继续延长反应时间氨氮去除率增加缓慢;活性炭催化臭氧氧化处理模拟废水30 min后,氨氮去除率仍有明显增加,反应120 min后氨氮去除率达82%。活性炭可催化臭氧产生·OH,·OH具有更高的氧化性,而且没有选择性,因此活性炭催化臭氧氧化具有更高的反应速率。此外,活性炭的吸附作用可将臭氧和吸附在活性炭表面,使活性炭表面臭氧和的浓度高于溶液中的浓度,大大提高了与臭氧接触的几率,因此保证了低质量浓度氨氮的去除。

2.2 模拟废水pH对氨氮去除率的影响

在活性炭催化臭氧氧化去除氨氮的过程中,pH对臭氧自由基链式反应具有诱发作用,因此考察模拟废水pH对反应的影响。在臭氧流量为26 mg/min、活性炭加入量为10.0 g/L的条件下,模拟废水pH对氨氮去除率的影响见图3。由图3可见:随模拟废水pH的升高,氨氮去除率逐渐增大;当模拟废水pH大于11.0后,氨氮去除率增加不明显。

模拟废水pH:5.5;7.0;9.0;11.0;12.0

pH对氨氮去除速率影响很大。在低pH条件下,臭氧较稳定,以分子态存在,·OH的生成受到抑制,对的氧化是臭氧直接氧化,反应速率较慢且具有选择性,因此去除率较低。在高pH条件下,OH-能促进臭氧分解生成·OH[12]。·OH氧化性强且反应速率快,因此在高pH条件下氨氮的去除率较高[13,14]。

2.3 活性炭加入量对氨氮去除率的影响

活性炭不仅可以催化臭氧产生·OH,提高反应速率,同时还可吸附臭氧,提高臭氧的利用率。在臭氧流量为26 mg/min、模拟废水pH为11.0的条件下,活性炭加入量对氨氮去除率的影响见图4。由图4可见,随活性炭加入量的增加,氨氮去除率逐渐增大。增加活性炭加入量,一方面可增加·OH的生成量,另一方面促进臭氧由气相向液相的传质,使活性炭表面富集更多的臭氧,有助于氨氮的去除。综合考虑,选择活性炭加入量为10.0g/L。

活性炭加入量/(g·L-1):5.0;7.5;10.0;15.0

2.4 臭氧流量对氨氮去除率的影响

在活性炭加入量为10.0 g/L、模拟废水pH为1 1.0的条件下,臭氧流量对氨氮去除率的影响见图5。由图5可见:随臭氧流量的增加,氨氮去除率逐渐增加;臭氧流量为30 mg/min时,反应90 min后氨氮去除率可达97.6%,处理后模拟废水中氨氮质量浓度降低到0.84 mg/L以下。臭氧流量增加,参与反应的臭氧量增加,而且增强了体系的流化状态,减小了气液传质过程中的阻力,从而提高了氨氮去除率。当臭氧流量较大时,反应速率提高的幅度减小。这是因为臭氧流量较小时,臭氧的溶解为控制步骤,当臭氧流量较大时,这一作用不再明显。因此,适宜的臭氧流量为30 mg/min。

臭氧流量/(mg·min-1):5;15;22;30;38

2.5 活性炭使用次数对氨氮去除率的影响

在活性炭加入量为10.0 g/L、臭氧流量为26mg/min、模拟废水pH为11.0、反应时间为90min的条件下,活性炭使用次数对氨氮去除率的影响见图6。由图6可见,活性炭经过5次重复使用后氨氮去除率变化不大。这说明在活性炭催化臭氧氧化过程中活性炭不仅起到吸附作用,还起到催化臭氧氧化的作用,从而使活性炭及时得到了再生。

3 结语

a)采用活性炭催化臭氧氧化法处理模拟废水。在初始氨氮质量浓度为35 mg/L、活性炭加入量为10.0 g/L、臭氧流量为30 mg/min、模拟废水pH为11.0的条件下,反应90 min后,氨氮去除率可达97.6%,处理后模拟废水中氨氮质量浓度降低到0.84 mg/L以下。活性炭重复使用5次后氨氮去除率变化不大。

b)活性炭催化臭氧氧化法处理模拟废水受溶液pH影响较大。在高pH条件下去除效果最好,低pH条件下处理效果较差。在高pH条件下,OH-能促进臭氧分解生成·OH。增加活性炭加入量可提高臭氧利用率。臭氧流量增大,减小了气液传质过程中的阻力,氨氮去除率增加。

摘要:采用活性炭催化臭氧氧化法处理低浓度氨氮废水,考察了模拟废水pH、活性炭加入量、臭氧流量等因素对处理效果的影响。实验结果表明:活性炭对臭氧有明显的催化作用,并可提高臭氧的利用率;在高pH条件下,OH-能促进臭氧分解生成·OH,·OH氧化性强且反应速率快,有利于氨氮的去除;增大臭氧流量可减小气液传质过程中的阻力,使氨氮去除率增加;在初始氨氮质量浓度为35mg/L、活性炭加入量为10.0 g/L、臭氧流量为30 mg/min、模拟废水pH为11.0的条件下,反应90 min后,氨氮去除率可达97.6%,相对于单独活性炭吸附和臭氧氧化过程,氨氮去除率有了显著提高。

氧化剂浓度 篇8

1 实验仪器及药品

1.1 实验药品

市售煤基活性炭,硝酸、碳酸钠、碳酸氢钠、盐酸、酚酞、甲基橙(均为分析纯)。

用甲烷和氮气配制浓度1%的低浓度瓦斯气。

1.2 实验仪器

2 实验方法

1.混合气钢瓶2.吸附柱3.针型阀4.气相色谱

2.1 活性炭改性

取10g活性炭(粒径0.025~0.084mm)加入100m L浓度分别为5%、10%、15%、20%、30%(质量分数)的硝酸溶液中,在60℃温度下冷凝回流4h。之后用足量蒸馏水洗净活性炭直至最后蒸馏水呈中性,最后在110℃下干燥12h。

2.2 波尔滴定

取1g改性后的活性炭于4个锥形瓶中,分别加入50m L浓度为0.05mol·L-1的Na2CO3、Na HCO3、Na OH、盐酸溶液,振荡0.5h后静置24h,分别取上层清液10m L,对于Na HCO3、Na OH溶液直接用20m L 0.05mol·L-1的盐酸溶液进行滴定。对于Na2CO3溶液先加入30m L 0.05mol·L-1的盐酸溶液,再用20m L 0.05mol·L-1的Na OH溶液进行反滴定,以增强实验结果的准确性。对于盐酸溶液用0.05mol·L-1的Na OH溶液滴定。波尔滴定认为,Na HCO3只和活性炭表面的羧基官能团,Na2CO3可以和活性炭表面的羧基和内酯基,Na OH可以和活性炭表面的羧基、内酯基和羟基,盐酸溶液可以和活性炭表面的碱性基团发生反应,通过计算后可以得到改性后活性炭表面羧基、内酯基、羟基和碱性基团的含量[3]。

2.3 动态吸附过程

首先对改性活性炭进行活化,除去活性炭表面吸附的杂质气体,在120℃下活化1h。通过稳压阀使瓦斯混合气维持在0.5k Pa,通过装有改性活性炭的吸附管进行吸附,隔一段时间用气相色谱检测尾气中甲烷浓度,当尾气中甲烷浓度不变时,减压,用气袋收集吸附管内的吸附浓缩气体,用气相色谱检测气体浓度,甲烷浓度最高的改性活性炭效果最好。

3 结果及讨论

3.1 波尔滴定结果

在硝酸浓度为5%~20%时,内酯基和酚羟基的含量先变大后变小,这与阎子峰[4]的研究是一致的,羧基的含量逐渐增大,碱性基团的含量则逐渐减少。活性炭表面不含有内酯基和羧基[4],所以,硝酸氧化可以使活性炭表面的酸性官能团增加,碱性官能团的数量降低。

经双氧水改性后内酯基和酚羟基的含量先上升后又下降,羧基呈下降趋势。碱性官能团的含量也是先上升后又下降。经一定浓度的双氧水改性可以引进大量的内酯基,这与范顺利等[5]的研究结果一致。

4.2 动态吸附结果

在硝酸浓度为5%~20%时,甲烷被浓缩的浓度逐渐下降,说明酸性基团不利于活性炭对甲烷的吸附。硝酸是强氧化性的,当硝酸浓度过高时会破坏活性炭的孔结构,使活性炭的孔容和比表面均减少[6],这也不利于活性炭对甲烷的吸附。

随着双氧水浓度的升高,活性炭浓缩低浓度甲烷的效果先下降后又上升。这与碱性官能团的变化趋势是吻合的,说明碱性官能团是可以促进甲烷的吸附的,而酸性官能团不能够促进活性炭对甲烷的吸附。

4 结论

硝酸氧化增加了活性炭表面的酸性官能团,碱性官能团降低,双氧水氧化使活性炭表面的内酯基含量明显增加,酸性官能团不利于活性炭对甲烷的吸附,而碱性官能团有利于甲烷的吸附。

摘要:采用H2O2和HNO3作为氧化剂,对市售煤基活性炭表面进行化学改性,探究活性炭表面官能团随氧化剂浓度的变化规律及其对甲烷吸附的影响。结果发现,硝酸氧化增加了活性炭表面的酸性官能团,碱性官能团降低,双氧水氧化使活性炭表面的内酯基含量明显增加,酸性官能团不利于活性炭对甲烷的吸附,而碱性官能团有利于甲烷的吸附。

关键词:活性炭,改性,甲烷,浓缩

参考文献

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[4]阎子峰.活性炭结构改性、表征及煤井甲烷提浓的应用研究[D].东营:中国石油大学,2008.

[5]范顺利,孙剑辉,李红星,等.改性活性炭的吸附性能变异探讨[J].河南师范大学学报(自然科学版),1995,23(4):48-50.

抑郁症与血浆一氧化氮浓度的研究 篇9

关键词:抑郁症,一氧化氮,内皮功能

近年来的研究表明,内皮细胞功能异常与多种疾病,尤其是心脑血管疾病的发生、发展密切相关,本研究旨在通过观察抑郁症患者血浆一氧化氮(NO)水平的变化来探讨抑郁症与冠心病的关系,有望得到抑郁症有可能是冠心病另外一个危险因素的结论。

1资料与方法

1.1 一般资料

选择2010年3月至2010年8月于我院进行健康查体的人群,进行《抑郁自评量表(SDS)》问卷,标准分大于53分者入选实验组,匹配性别、年龄相同标准分小于53分者入选对照组。2组分别为42例,平均年龄(46±2.3)岁,其中每组男20例,女22例。

1.2 标本采集

2组人分别于清晨抽取空腹血4 ml(4℃条件下,3000 r/min,离心10 min,分离血浆, -20℃保存。

1.3 试剂及检测方法

NO采用硝酸还原酶法检测,按说明书操作。试剂盒由南京建成生物研究所提供,批号20101014。

1.4 统计学方法

所有试验数据以均数±标准差(x¯±s)表示。利用SPSS 11.5统计软件,采用组间t检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

实验组与对照组血浆中NO含量有明显差异,实验组血浆中NO含量较对照组明显降低,这种差异具有统计学意义。见表1。

注:对照组与试验组间比较差异有统计学意义,P<0.01

3讨论

越来越多的研究表明,内皮细胞功能受损参与了动脉粥样硬化的发生和发展,因此在动脉粥样硬化性疾病的防治过程中迫切需要寻找引起内皮细胞功能受损的新的危险因素及治疗靶点。大量的研究表明,抑郁症与冠心病之间存在着密切联系,并被认为是冠心病的另外一种危险因素。Brummentt等[1]发现,抑郁是冠心病发病独立的预测因素。INTERHEART研究[2]发现,15152例初发心肌梗死患者和14842例年龄相对称的对照组,在校正性别、年龄和其他冠心病危险因素后,急性心肌梗死与抑郁有显著相关性,这种相关性的强度与性别无关,与患者在工作中或者家中感受的压力频率具有极大的相关性。同时,还有研究发现,抑郁症对冠心病的影响可能是由于抑郁症可以引起血管内皮细胞功能损伤而引起,Suzuki等[3]发现抑郁症患者血浆硝酸盐(NO代谢终产物之一)浓度明显高于正常对照及已康复的抑郁症患者。此外,NOS抑制剂和抗抑郁剂有相互协同作用,NOS抑制剂N-硝基-L-精氨酸(L-NA)和7-硝基吲唑(7-Nl)均可增强三环类、SSRIs类抗抑郁剂的抗抑郁疗效[4];SSRIS类抗抑郁剂帕罗西汀可降低抑郁症患者血浆NO浓度[5],表明NOS抑制、NO水平降低可能与抗抑郁剂疗效有关。动物研究发现,大鼠海马NO水平降低可产生抗抑郁样作用[6];多种NOS抑制剂可减少大鼠强迫游泳实验 (forcedswimtest,FST)中的静止时间,产生抗抑郁样作用[7,8,9],且该作用可被NO前体L-精氨酸阻断[10]。本研究也显示了同样的结果,抑郁症患者体内NO含量较正常健康人明显下降,由此我们有理由相信,抑郁症对冠心病的影响有可能是通过损伤血管内皮细胞功能而引起。

近年来,冠心病的传统危险因素(如吸烟、缺乏体力活动、高血压、高血脂、高血糖等)得到了充足的研究和认识,并采取了积极有效的防治手段,使冠心病的防治水平有了大幅度的提高,但抑郁症对冠心病影响的研究甚少,充分认识并重视抑郁症,给予早期地积极干预对于提高冠心病的整体防治水平意义重大。在对冠心病进行药物治疗的同时还应重视心理、生活方式、社会因素等长期的防治措施,只有顺应生物-心理-社会医学模式的转变,才能进一步提高冠心病的整体防治水平。

参考文献

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氧化剂浓度 篇10

为了减少大气污染对地球的影响, 因此许多国家都严格规定了一氧化氮等污染物在大气中的排放量, 所以对污染物排放浓度的测量对监测来说至关重要。本文主要以燃煤锅炉中烟气的一氧化氮排放量作为研究对象, 通过应用吸收光谱技术, 对一氧化氮气体的浓度监测方法、技术和现场实验进行了系统规范研究。

1 简析一氧化氮排放的危害

我国的能源主要以煤炭为主, 煤炭消耗量一直在不断增长, 且消耗量达300亿吨之多, 而消耗煤炭能源的企业主要是依靠煤电机组的电力行业。因为在我国95%以上的火力发电企业都是依靠煤炭作为主要的能源。大量的燃烧煤炭会使氮氧化物排放量的增加, 污染物向大气中过多的排放后导致酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变。

另一方面对于氮氧化物来说, 当它与其他污染物相互混合以后, 例如与碳氢化合物混合并且受到强烈的太阳光紫外线照射以后, 就会造成光学烟雾污染物的形成, 这种污染物直接影响到人类的眼睛和呼吸系统, 长期吸入会导致患有眼疾和呼吸道疾病的人群增多, 其症状主要表现为视力下降、呼吸困难、胸闷等。

2 对一氧化氮排放量的检测技术

为了减少一氧化氮排放超标造成的大气环境污染, 世界各国都出台了关于氮氧化物排放量的标准, 以便对污染物排放的多少进行监管, 预防环境污染, 因此就需要对污染物排放的浓度进行准确的测量, 为控制和治理环境污染作出必要的保障。目前检测技术主要是化学技术检测和光谱光学技术测量。

2.1 简析化学技术测量

化学技术检测的方法发展较早, 主要分为电化学方法、色谱分析和化学发光方法等。

以化学发光法为例, 使用该种方法需要在一定温度和压力下进行, 这样才能使测试对象和其他的物质相互反应发生化学变化, 产生化学能, 由于部分的能量被吸收, 是测试分子处于激发状态, 当分子由激发状态变回到原始状态后, 会有一部分的光子能量通过辐射散发出来, 然后对辐射物进行检测, 其辐射的强弱就代表了被测物的浓度大小。应用这种方法适用于对一氧化氮的浓度测量, 并且这种方法具有较高的灵敏度和较低的检测限制。

相对与化学发光法来说, 气相色谱分析则属于一种新型分离分析技术, 它首先要将测试对象在毛细管色谱柱中进行分离和浓缩, 然后再使用专业的检测仪器对分离出来的各种气体的成分进行检测, 因此这种技术有较高的可信程度, 但是使用这种技术的测量结果需要和色谱结果进行对比, 通过对比得出的结果来确定准确度。所以就导致了该技术测量速度较慢的缺陷, 不适合进行实时监测。测量需要较长时间的主要原因是因为测试对象在毛细管色谱柱中分离和浓缩需要的时间较长, 测量的结果很难快速得出。但是气相色谱法的应用较为广泛, 它可以和多种仪器联合使用, 因此气相色谱分析法也是对于环境污染物浓度检验测量的一种重要的手段。

2.2 简析光学和光谱学技术在测量中的应用

随着科技的发展, 光学技术不断完善且被应用到测量之中, 传统的化学分析技术中由于存在着测量速度较慢、反应的灵敏度较差、操作方法复杂、设备经常需要维护等缺点, 虽然化学检测技术能够满足大多数气体污染物排放浓度的测量需要, 但是这些仪器多数时候只能够进行单点测量, 而且还需要将被测对象进行取样分析, 所以这种技术不适宜长期测量, 仅限于环境监管部门对局部地区的污染物排放浓度进行抽查测量。同化学技术相比光学测量技术具有以下的优点:不需要接触就可检测, 检测结果所需时间较短、稳定性高、测量精度高等特点。它主要包括了以下几种国内外常用的光学技术:差分光学吸收光谱技术、非分散红外光谱技术、差分吸收激光雷达技术、傅立叶变换红外吸收光谱技术、可调谐二极管激光吸收光谱技术、激光诱导荧光技术等, 并且该技术成为未来检测领域的主要发展方向。下面将简析光学光谱技术在测量中的应用。

以非分散红外光谱技术为例, 该技术在国外已经得到广泛的使用, 在市场中占有半数以上的比例, 远远高于其他检测技术。在我国这种技术虽然较落后, 但是在不断地研究和发展。随着红外技术的发展, 该技术制造的测量仪器在性能和性价比上均得到了较大的提升, 并且该仪器具有了灵敏度好、能够快速反应, 精确测量、可以连续长时间工作等优势。

该技术不仅可以安装在一氧化氮等大气污染物排放源进行检测, 还可以应用在机动车尾气排放测量技术当中。

3 结语

通过对一氧化氮排放量的测量技术的不断研究, 有助于治理环境污染, 对地球环境和人类的身体健康带来巨大的贡献。

摘要:由于煤在燃烧的过程会产生大量的一氧化氮等污染物, 这些污染物是造成大气污染物的主要成分, 以一氧化氮为例, 它的大量排放会使城市的空气质量不断下降和恶化, 并且对于土壤和水体造成严重的影响和破坏。因此导致我国的环境污染日益严重, 治理环境带来了巨大的经济损失, 同时人类的身体健康也会因环境而受到影响。

关键词:燃煤锅炉,一氧化氮,排放,浓度测量

参考文献

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[2]李健, 李永亮.燃煤锅炉烟气中一氧化氮排放浓度测量的不确定度评定[J].北方环境, 2011, (9) .

[3]冯淼.燃煤电厂排烟中NOx构成及浓度换算方法的探讨[A].2008年 (第十届) 中国科协年会论文集[C].2008.

氧化剂浓度 篇11

2 实验材料与方法

2.1 实验试剂和仪器

试剂:NaOH(分析纯),H2O2 (30%,分析纯)

仪器:DJ1C增力电动搅拌器(江苏省金坛市大地自动化仪器厂),TD10002电子天平(余姚市金诺天平仪器厂),WFX-1E3型原子吸收分光光度计(北京瑞利分析仪器公司),便携式酸度计pHB-5型(杭州雷磁分析仪器厂)。

2.2 样本

取松桃巴坳村老卜刺含锰井水,实验室测定锰含量5~12 mg/L,pH 8.4左右,温度12~18 ℃。

2.3 实验方法

对井水进行取样分析,检测其中Mn的含量。准确量取一定体积的井水样于烧杯中,加0.3845 mol/L 的NaOH调节pH值,再向其中加入质量比为30%的H2O2水溶液,搅拌一定时间后再静置一段时间,双层滤纸自然过滤后,取样分析其中Mn含量。其中Mn含量用火焰原子吸收分光光度法测量,溶液pH值采用便携式酸度计检测测量。实验均在室温(12 ℃)条件下进行。

在实验过程中,首先调节pH为7、 7.5、 8,在这三个pH值条件下分别加入体积比为5.0‰、 2.5‰、1.0‰、 0.5‰的H2O2,搅拌5 min,静置25 min,过滤后分析滤液中锰含量,考察不同pH和H2O2加入量对锰去除率的影响,根据实验结果进一步优化pH值和H2O2的加入量。在确定了最优的pH值和H2O2的加入量后,对影响双氧水氧化除锰的其他因素即搅拌时间和静置时间进行考察,最终得出最优的双氧水氧化除锰工艺条件。

3 实验结果与讨论

3.1 pH和H2O2加入量对锰去除率的影响

pH和H2O2加入量对锰去除率的影响见表1:

由表1可知,随着pH的增大,氧化除锰的效果越来越好,当pH达到8.0,H2O2加入量为2.5‰、1‰、5时,溶液中Mn含量低于检出限,几乎能除尽。而在pH一定的情况下,H2O2加入量的增加并没有明显促进锰的去除。双氧水氧化去除二价锰的机理是由于H2O2具有强氧化性,在碱性环境中,能将溶液中Mn2+氧化为MnO2,方程如下[3]:

H2O2+Mn2++2OH-→MnO2↓+2H2O (1)

该反应分两步进行:

2H2O2→2H2O+O2 (2)

O2+4OH-+ 2Mn2+→2MnO2↓+2H2O (3)

反应中生成的MnO2可作为催化剂,加速H2O2的分解,使反应快速进行,该反应是一个自催化反应。不过也有研究认为,在碱性环境下,Mn2+的去除主要是通过Mn2+的氧化产物水合二氧化锰胶体(MnO(OH)2)与Mn2+进行离子置换得以实现的[4]。由此可见,OH-浓度的增加有助于反应(1)向正方向进行,从而有利于Mn2+的去除,在反应过程中,当pH值为8时,OH-的浓度为10-8 mol/L, 远小于Mn2+的浓度,因此pH值越大,除锰效果越好。

3.2 氧化除锰综合实验优化

根据方程(1),H2O2与Mn2+在计量关系上的质量比为34∶55,实验中加入的H2O2最小量为0.5 ml,30%的H2O2水溶液密度为1.1 g/ml,由此得出在1 L水样中加入0.5 ml的30%的H2O2溶液,H2O2的浓度为165 mg/L,远大于Mn2+的浓度,因此H2O2加入量的增加对锰的去除效果影响不大,因此,我们降低H2O2加入体积比至5、2.5、1.0、0.5,并对影响双氧水氧化除锰的各因素进行了优化。

调节pH值为8,搅拌时间和静置时间分别为5 min和25 min,降低H2O2加入量并考察其对锰去除率的影响,实验结果如表2:

从实验结果可以看出,设置pH为8.0,H2O2加入体积比为0.5时,溶液中Mn仍可降到2 mg/L以下。

确定H2O2加入量为0.5,然后调节NaOH加入量,并设置不同的静置时间,确定最佳的pH值及实验静置时间。在不同pH值及静置时间下锰的去除效果如表3。

从实验结果中可以看出,当NaOH加入量为0.72,控制pH值在9.2在以上,H2O2加入量为0.5时,只需要反应15 min溶液中锰即可降到2 mg/L以下,可满足排放标准。

实验最后考查了搅拌时间对H2O2氧化除锰效果的影响,结果如表4。

由实验结果可知,搅拌时间对于双氧水氧化除锰的效果不呈现规律性的关系,搅拌时间过长反而不利于锰的去除,这有可能是因为搅拌时间过长会破坏反应过程中形成的二氧化锰胶体(MnO(OH)2)形态,不利于其对Mn的吸附,因此在反应过程中要对搅拌时间严格控制。结果显示搅拌时间为1 min时,滤液中的Mn2+最低。

4 结论

在双氧水氧化除锰实验中,pH的提高能明显促进锰的去除。在pH值固定的情况下,H2O2加入量过高对锰的去除率没有帮助,过低会降低锰的去除率。静置时间在一定范围内越长,锰的去除率越高,不过20 min以后趋于平缓。搅拌时间过长不利于锰的去除。对于低浓度的含锰废水,双氧水氧化除锰的最佳工艺条件pH为9.2~9.4,H2O2加入量为0.5,静置时间15 min,搅拌时间为1 min。

参考文献

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