臭氧和双氧水去除废水中麦草畏氧化降解预测方法

发布时间：2019-4-30 9:11:33  中国污水处理工程网

　　申请日2016.07.01

　　公开(公告)日2019.04.09

　　IPC分类号G16C10/00; C02F1/72; C02F1/78

　　摘要

　　本发明公开了一种臭氧/双氧水去除有机废水中麦草畏的氧化降解的预测方法，所述方法包含以下步骤：步骤1，构建氧化降解的动力学模型，所述动力学模型根据臭氧和双氧水与含麦草畏有机废水的自由基链式反应机理构建;步骤2，根据步骤1的模型，预测臭氧/双氧水对有机废水中麦草畏降解的效率;步骤3，根据步骤1与步骤2的结果，执行降解，所述降解是将臭氧、双氧水与含麦草畏的有机废水混合，在室温下进行降解反应;所述混合液中臭氧浓度为0.001‑1mM，双氧水浓度为0.001‑1mM。本发明方法可以通过建立模型模拟麦草畏的去除情况，节约成本。

 
　　权利要求书

　　1.一种臭氧和双氧水去除有机废水中麦草畏的氧化降解的预测方法，其特征在于：所述方法包含以下步骤：

　　步骤1，构建氧化降解的动力学模型，所述动力学模型根据臭氧和双氧水与含麦草畏有机废水的自由基链式反应机理构建：

其中，式(1)-(8)中 表示t时刻臭氧在反应体系中的反应速率， 表示t时刻O3·-在反应体系中的反应速率， 表示t时刻HO2·和O2·-在反应体系中的反应速率， 表示t时刻HO3·在反应体系中的反应速率， 表示t时刻HO·在反应体系中的反应速率， 表示t时刻HCO3-在反应体系中的反应速率， 表示t时刻麦草畏在反应体系中的反应速率， 表示t时刻CO32-在反应体系中的反应速率，单位均为mol·L·s;k1-k11为动力学参数;

　　k1为2.8×106，k2为70，k3为1.6×109，k4为5.2×1010，k5为2.6×108，k6为1.5×108，k7为7.5×109，k8为8.5×106，k9为1.6×109，k10为3.9×108，k11为15;

　　步骤2，根据步骤1的模型，预测臭氧和双氧水对有机废水中麦草畏降解的效率;

　　步骤3，根据步骤1与步骤2的结果，执行降解，所述降解是将臭氧、双氧水与含麦草畏的有机废水混合成混合液，在室温下进行降解反应;所述混合液中臭氧浓度为0.001mM～1mM，双氧水浓度为0.001mM～1mM。

　　2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述混合液中臭氧溶液浓度0.035mM，双氧水浓度0.001mM，麦草畏浓度0.030mM。

　　说明书

　　一种臭氧和双氧水去除废水 中麦草畏的氧化降解预测方法

　　(一)技术领域

　　本发明涉及一种麦草畏降解预测方法，特别涉及一种臭氧/双氧水去除有机废水中麦草畏的氧化降解的方法。

　　(二)背景技术

　　目前在化工、染料、制药等行业产生的大量工业废水达不到国家规定的排放标准，且容易造成二次污染;这些废水由于其浓度高、毒性大、可生化性差等特点，单独用传统生物法很难达到理想的去除效果，已引起广泛关注。臭氧双氧水氧化处理废水对环境的有好性和潜在的应用性越来越受到人们的关注。该技术容易产生极强氧化性的羟基自由基，羟基自由基与有机物进行取代、加合、电子转移、断键等反应，氧化有机污染物时无选择性且不会造成二次污染，能把大分子难降解有机污染物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，提高废水的可生化性。

　　臭氧双氧水是一种有效的高级氧化技术，能有效去除水中有机物。但是，过多臭氧与双氧水投加会导致处理成本增加。因此本文发明采用一种基于反应动力学调控臭氧双氧水去除饮用水中麦草畏的方法，用计算机模拟反应历程自由基的利用率与浓度。本方法能够有效减低小试成本和处理成本。

　　(三)发明内容

　　本发明目的是提供一种臭氧/双氧水去除有机废水中麦草畏的氧化降解的预测方法，解决臭氧/双氧水氧化麦草畏液相反应中，无法检测的自由基降解中间产物，从而无法建立适合工业应用的简洁臭氧/双氧水去除麦草畏有机废水氧化降解动力学机理模型的问题。本发明基于自由基链式反应机理，建立了臭氧/双氧水氧化麦草畏动力学模型，简化了反应步骤，利用遗传算法和最小二乘法计算实验值和计算值的最小残差，估算出动力学模型涉及参数，从而实现了模型对于实际数据的正确拟合和预测。

　　本发明采用的技术方案是：

　　本发明提供一种臭氧/双氧水去除有机废水中麦草畏的氧化降解的预测方法，所述方法包含以下步骤：

　　步骤1，构建氧化降解的动力学模型，所述动力学模型根据臭氧和双氧水与含麦草畏有机废水的自由基链式反应机理构建：

其中，式(1)-(8)中 表示t时刻臭氧在反应体系中的反应速率， 表示t时刻O3·-在反应体系中的反应速率， 表示t时刻HO2·和O2·-在反应体系中的反应速率， 表示t时刻 HO3·在反应体系中的反应速率， 表示t时刻HO→在反应体系中的反应速率， 表示t时刻HCO3-在反应体系中的反应速率， 表示t时刻dicamb(a麦草畏)在反应体系中的反应速率, 表示t时刻CO32-在反应体系中的反应速率，单位均为mol·L·s。 k1-k11为动力学参数;

　　初始条件为：t=0，[O3]=0.035mM，[O3-·]=0mM，[HO2·/O2·-]=0mM， [HO3·]=0mM，[HO·]=0mM，[HCO3-]=0.000035，[CO32-]=0.000035， [dicamba]=0.030mM。[H+]=1·10-7mol/L;

　　所述k1-k11采用遗传算法，迭代步数为500;k值范围如下：k1为1 ×106-4×106，k2为0-100，k3为1×109-3×1011，k4为2×1010-6×1010， k5为1×108-4×1011，k6为1.4×108-3×1011，k7为6×109-8×1011，k8为8 ×106-11×106，k9为1×109-3×1011，k10为1×108-5×108，k11为0-40。最终计算所得k1为2.8×106，k2为70，k3为1.6×109，k4为5.2×1010， k5为2.6×108，k6为1.5×108，k7为7.5×109，k8为8.5×106，k9为1.6× 109，k10为3.9×108，k11为15;

　　步骤2，根据步骤1的模型，预测臭氧/双氧水对有机废水中麦草畏降解效率;

　　步骤3，根据步骤1与步骤2的结果，执行降解，所述降解是将臭氧、双氧水与含麦草畏的有机废水混合，在室温下进行降解反应;所述混合液中臭氧浓度为0.001-1mM，双氧水浓度为0.001-1mM。

　　进一步，所述混合液中臭氧溶液浓度0.035mM，双氧水浓度 0.001mM，麦草畏浓度0.030mM。

　　本发明所述模型在确定了涉及链引发、链传递、链终止的模型参数，在常温常压下才能适用。

　　与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：本发明方法可以通过建立模型模拟麦草畏的去除情况，节约成本。