Особенности кинетики распада и стабилизации озона в воде и в водных растворах

• Автор: Выонг Тхи Лан Ань
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Г ЛАВА 1. Литературный обзор

1.1. Основные физико-химические и токсикологические свойства озона

1.2. Основные области применения озона

1.3. Применение озона в процессах водоподготовки и водоочистки

1.4. Растворимость озона в воде и в растворах

1.4.1. Растворимость в воде

1.4.2. Растворимость в водных и жидких растворах

1.5. Методы определения озона

1.6. Кинетика разложения озона в водной среде

1.6.1. Зависимость саморазложения озона в воде от pH

1.6.2. Разложение озона в прямых и косвенных реакциях
1.7. Механизм разложения озона
1.8. Взаимодействие озона с органическими веществами
1.9. Взаимодействие озона с неорганическими соединениями
1.10. Лабораторные реакторы для изучения кинетики распада озона 3
1.11. Гетерогенный распад озона
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть
2.1. Химические реактивы 4
2.2. Приготовление растворов
2.3. Основное оборудование
2.4. Вспомогательное оборудование
2.5. Схема установки
2.6. Методика экспериментов по изучению разложения озона в воде
2.7. Методология обработки полученных кинетических данных 53 ГЛАВА 3. Разложение и стабилизация озона в воде и водных растворах
3.1. Влияние качества входной воды на кинетику разложения озона
3.2. Влияние водородного показателя pH
3.3. Линеаризация кинетических кривых распада озона
3.4. Влияние микропримесей на кинетику распада озона

3.5. Влияние входной концентрации озона в газовой фазе
3.6. Устойчивость озона в присутствии солей жесткости в воде
ГЛАВА 4. Кинетика распада озона под влиянием гомогенных и гетерогенных
реакций
4.1. Разработка реакторов для изучения распада озона на твердой
поверхности
4.2. Гомогенные и гетерогенные стадии распада озона
4.3. Пассивация поверхности стенки реакторов
4.4. Кинетика и гидродинамический режим распада озона в реакторах при перемешивании
4.5,Особенности ингибирования и катализа распада озона
адсорбированными молекулами на стенке реактора
ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Технологии с использованием озона в последнее время находят возрастающее применение в различных отраслях промышленности, особенно в технологических процессах подготовки питьевой воды. Множатся также работы по локальной очистке методом озонирования сточных вод, имеющие цель защиты окружающей среды. Привлекательность озоновых технологий обуславливается применением озона, как одного из сильнейших окислителей и экологической чистотой этого реагента, способного разлагаться до кислорода.
Одной из важных особенностей применения озона является его использование «на месте», т.е. практически сразу после получения на различных генераторах. И все же требуются накопители и трубы, по которым транспортируется озон. Главные проблемы вызываются неустойчивостью и дороговизной озона. Знание факторов, которые определяют устойчивость озона бесспорно необходимо при любом способе его употребления.
Радикальная химия озона сложна и часто нет однозначных подтверждений базовых реакций. Устойчивость озона зависит во многом от веществ, которые могут быть как катализирующими распад озона, так и стабилизирующими его состояние. Способы предотвращения разложения озона, т.е. продления его существования или наоборот, ускорения его распада вызывают большой интерес исследователей. Когда речь идет о водных растворах, то особенно важным является влияние солей (катионов и анионов, особенно комплексных). С уверенностью можно сказать, что весь набор ионов, оказывающих катализирующее или ингибирующее действие, не установлен. Особенно трудно предвидеть значимость этих эффектов.
В последнее время интенсивно разрабатываются гетерогенные процессы как один из способов повышения эффективности и экологической чистоты технологий. Вместе с возрастающим интересом к использованию озона в водных средах, “озоновые дыры” в стратосфере продолжают

состав продуктов существенным образом зависит от pH; при этом экспериментально установлено, что в нейтральной области вклад в окислении фенола pH основную роль играет озон. В этой публикации предлагается наиболее полный механизм разложения фенола. Взаимодействие с гуминовыми и фульвокислотами. Фульво- и гумиповые кислоты являются основными органическими компонентами природных вод и играют значительную роль в химических процессах, происходящих в окружающей среде за счет высокой способности к образованию комплексных соединений с ионами металлов и участию в миграции.
Присутствием именно этих соединений в значительной степени определяется окрашивание и запах поверхностных вод, что обуславливает необходимость их деструкции в процессе очистки воды, приводящей к улучшению органолептических свойств.
Авторами [89] установлены количественные соотношения основных функциональных групп в макроструктуре фульвокислот их реакционная способность по отношению к озону.
В работе [90] методом импульсного радиолиза определены константы скоростей реакции гидроксильных радикалов с различными видами фульвокислот; приводимые значения составляют (1,39...4,53)-108 ТуГ'-с'1- по порядку величины типичные для подавляющего большинства органических веществ. Промежуточными продуктами озонолиза фульвокислот являются поликарбоксильные кислоты с большим числом СООН-групп, нежели исходные, и меньшим числом двойных связей [91].
1.9. Взаимодействие озона с неорганическими соединениями. Окисление брома. Последствия использования озона в подготовке питьевой воды могут носить и негативный характер. С распространением озоновой технологии дезинфекции все большее значение приобретает проблема загрязнения воды броматами, возникающими при окислении Вг- озоном.