微通道反应器在酚类物质臭氧化反应中具有重要作用。以下将详细阐述其作用机理。
一、提高传质效率
- 增加气液接触面积:微通道反应器能够提供较大的气液接触面积。例如,在新型微通道反应器中,与表面气体速度相比,表面液体速度对界面面积的影响不明显。通过化学吸附法确定了气液界面面积,这为臭氧与酚类物质的反应提供了更多的接触机会。
- 加快传质速率:在溶液中存在酚类物质(如五氯苯酚)的情况下,传质速率得以加快。证明了酚类物质与臭氧的反应速率在瞬时范围内下降,从而使臭氧能够更快速地与酚类物质发生反应。
二、强化催化效果
- 提高矿化效果:在 Ru/AC 催化臭氧氧化难生物降解有机物的研究中,Ru/AC 能显著提高臭氧氧化中有机物的矿化效果。在 DMP 降解中,反应 100 min 后 TOC 的去除率由单独臭氧氧化的 28.84%提高到 66.13%。在 23 种酚类物质降解中,反应 60min 后 TOC 的去除率由单独臭氧的 9.57%~56.0g%提高到 41.81%~82.32%。
- 降低消毒副产物生成势:相对于单独臭氧,Ru/AC 催化臭氧氧化更能有效地降低水源水中消毒副产物的生成势,以卤乙酸生成势的降低很为明显,100 min 后卤乙酸生成势由 144.02 μg/L 降到 58.50 μg/L,低于美国环保局规定的限制浓度 60 μg/L。
三、促进羟基自由基生成
- 通过改变溶液初始 pH 值:在降解酚类化合物的研究中,通过增加溶液的初始 pH 值(pH 12),加速了分解过程中羟基自由基(•OH)的形成,从而很大限度地提高了酚类废水的降解效果。例如,在对酚(C6H5OH)和 2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的降解研究中,非催化臭氧化过程在多注入鼓泡柱反应器中获得的很佳处理条件可有效用于酚类废水处理,苯酚降解率达到 99.48%,2,4-DCP 降解率达到 99.83%。
四、优化反应条件
- 微通道反应器的特性影响:微通道反应器在合成反应中的应用是一项技术性突破。对于不同尺度不同大小的流体来说,微通道的表面积比例和导热传送速度等都会受到一定的影响。在酚类物质的臭氧化反应中,微通道反应器的这些特性有助于优化反应条件,提高反应效率。
综上所述,微通道反应器在酚类物质臭氧化反应中通过提高传质效率、强化催化效果、促进羟基自由基生成和优化反应条件等多种方式发挥重要作用。
参考文献
新型微通道反应器中五氯苯酚的臭氧传质特性和臭氧化,Jian Ren
微通道反应器在合成反应中的应用,董贺Ru/AC催化臭氧氧化难生物降解有机物,Performance of phenolic wastewater degradation with ozonation and catalytic ozonation technique in multi injection bubble column reactor S. V. Ghaisani

臭氧发生器推荐
微通道反应器由于需要较大的压力才能将臭氧通入其中,因为臭氧发生器需要耐压,一般耐压要超过0.3Mpa,推荐Prime P30耐高压臭氧发生器。