真空紫外光解二氯甲烷的去除特性及机理研究

论文摘要

大气污染是目前最突出的环境问题之一。其中，挥发性有机物（VOCs）控制已成为改善区域空气质量的关键环节。利用紫外光（UV）氧化作为生物净化的预处理方法，强化其去除水溶性差、不易生物降解VOCs的效能，是最近年兴起一项新技术。本文以一种典型VOCs为研究对象，考察真空紫外（VUV）光解去除二氯甲烷的工艺特性，并探讨其氧化作用及污染物转化机理。在同等工艺条件下，VUV（主波长185nm）光解二氯甲烷的效能明显优于常规紫外光源（主波长254、365nm）；二氯甲烷的光解效率随停留时间增加而提高，当停留时间从9s延长增加到到90s时，相应二氯甲烷去除率从8.58%上升至80.79%；进气浓度和负荷增加引起二氯甲烷去除率下降，但绝对去除数量却有所提高；当进气浓度200mg·m-3、停留时间90s、相对湿度控制75%～85%时，光解效果最佳。在VUV反应体系中，二氯甲烷的去除、转化主要通过紫外直接光解及O3/HO?光激发氧化实现。在标空为反应介质，相对湿度为75%85%时，二氯甲烷最终被光解为HCl、CO2、H2O等无机矿化物，同时生成易被后续生物降解的小分子中间产物。这将为VUV氧化与生物法联合净化难降解VOCs奠定理论基础。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 挥发性有机物污染现状以及防治
• 1.1.2 二氯甲烷的物理化学性质
• 1.2 传统VOCs 控制技术
• 1.2.1 吸附法
• 1.2.2 吸收法
• 1.2.3 燃烧法
• 1.2.4 冷凝法
• 1.2.5 膜分离法
• 1.2.6 电化学氧化法
• 1.2.7 等离子体分解法
• 1.2.8 电晕法
• 1.2.9 紫外光降解法
• 1.2.10 生物净化法
• 1.3 紫外光（催化）氧化VOCs
• 1.3.1 光分解
• 1.3.2 光氧化
• 1.3.3 反应机理
• 1.3.4 光解中间产物
• 1.3.5 光源
• 1.4 紫外—生物净化组合工艺
• 第二章 课题研究的意义、内容及创新点
• 2.1 课题研究意义及目的
• 2.2 课题研究内容
• 2.2.1 影响因素的研究
• 2.2.2 光氧化机制分析
• 2.2.3 光解产物的分析
• 2.3 课题创新之处
• 2.4 课题来源
• 第三章 试验材料与方法
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 试验装置与流程
• 3.1.2 试验药品
• 3.1.3 试验仪器
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 动态光解试验
• 3.2.2 静态光解试验
• 3.3 分析方法
• 第四章 紫外光解二氯甲烷的影响因素分析
• 4.1 工艺参数考察
• 4.2 结果和讨论
• 4.2.1 停留时间对光解效果的影响
• 4.2.2 波长对光解效果的影响
• 4.2.3 相对湿度对去除率的影响
• 4.2.4 进气浓度对去除率的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 紫外光解二氯甲烷的机理分析
• 5.1 工艺参数考察
• 5.2 结果和讨论
• 5.2.1 高氮体系中的直接光解机制
• 5.2.2 标空体系中臭氧的产生和氧化机制
• 5.2.3 标空体系中羟基自由基的氧化机制
• 5.3 紫外光解二氯甲烷的机理及产物分析
• 5.3.1 不同载气中二氯甲烷的主要去除机理
• 5.3.2 光解过程碳平衡分析
• 5.3.3 光解产物分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录