高级氧化技术矿化水中有毒有机物理论极限能耗

第61卷第7期2010年7月化工CIESC学报JournalVo1．61JulyNo．72O1O高级氧化技术矿化水中有毒有机物理论极限能耗吉远辉，黄文娟，杨祝红，冯新，陆小华(南京工业大学材料化学工程国家重点实验室，江苏南京210009)摘要：通过过程耦合的概念建立了高级氧化技术矿化有机污染物理论极限能耗的计算方法，并分析了通过与高级氧化技术中4种可能的氧化剂矿化反应分别去除1000kg19种代表性有机污染物(8种氯代烷烃、4种氯代烯烃、3种溴代甲烷、4种芳香烃及其衍生物)的理论极限能耗，将计算结果与物理法脱除有机污染物的理论能耗进行了比较分析。研究结果表明，高级氧化技术矿化水中有机污染物为放热过程，且高级氧化技术矿化水中有机污染物理论极限能耗较物理法脱除有机污染物极限能耗有高出数量级的差别。矿化氯代烷烃、氯代烯烃和溴代烷烃的理论极限能耗随着有机物中C—c1或c—Br取代基的增加而普遍降低，且矿化氯代烷烃的理论极限能耗大小为氯代甲烷<氯代乙烷<氯代丙烷，该结论与物理法脱除有机污染物理论能耗规律一致。此外，不同氧化剂矿化氯甲烷的理论极限能耗为0>0一>·OH>0。；而对其他研究体系而言，不同氧化剂矿化的理论极限能耗为0一>0。>·0H>02。关键词：高级氧化技术；理论能耗；有毒有机污染物；标准热力学数据；节能减排中图分类号：TQ085．41文献标识码：A文章编号：0438一l157(2010)07—1845—07TheoreticalenergyconsumptionformineralizationofaqueousorganiccontaminantbyadvancedoxidationprocessesjIYuanhui，HUANGWenjuan。YANGZhuhong，FENGXin，LUXiaohua(StateKeyLaboratoryofMaterials—OrientedChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，Jiangsu，China)Abstract：Inthiswork，atheoreticalanalysismethodisproposedtoanalyzethetheoreticalenergyconsumptionfortheorganiccontaminantmineralizationbyadvancedoxidationprocesses(AOPs)withtheprocesscouplingdesignframework．Moreover，thetheoreticalenergyconsumptionforthemineralizationof1000kg19representativeorganiccontaminants(8chlorinatedalkylhydrocarbons，4chlorinatedalkenes，3brominatedmethanes，4aromatichydrocarbonsandtheirderivatives)byfourpossibleoxidantsinAOPswasinvestigatedandcomparedwiththatof1000kgorganiccontaminantsremovalbyphysicalprocedures．TheresultsshowthatthemineralizationoftheorganiccontaminantsinAOPsisexothermic。andthe2010—04—12收到初稿，2010～O4—19收到修改稿。联系人：陆小华。第一作者：吉远辉(1982一)，女，博士研究生。基金项目：国家重点基础研究发展计划前期研究专项课题(2Oo9CB2261O3)；国家自然科学基金项目(20976080)；国家高技术研究发展计划项目(2006AA03Z455)；长江学者和创新团队发展计划项目(IRT0732)；国家自然科学基金国际(地区)合作交流项目NSFC～RGC联合资助项目(20731160614)。Receiveddate：20l0—04一l2．Correspondingauthor：Prof．LUXiaohua，xhlu@njut．edu．cnFoundationitem：supportedbytheNationa1BasicResearchProgramofChina(2OO9CB2261O3)，theNationa1Natura1ScienceFoundationofChina(20976080)，theNationa1High—techResearchandDevelopmentProgramofChina(2OO6A