过硫酸盐对含Cl-或含Cr（Ⅵ）水中染料的降解实验研究

论文摘要

过硫酸盐氧化是新型高级氧化技术（AOPs）,在难降解废水处理方面具有良好的发展前景。印染废水是典型难生化有机废水,且常含有大量氯离子（Cl-）。Cl-对AOPs的影响,受到学者们广泛的关注。一般认为,Cl-在AOPs反应中是一种有效的自由基捕获剂,不利于有机污染物的降解。与基于羟基自由基·OH的AOPs相比,很少有学者关注Cl-对过硫酸盐高级氧化技术的影响。本文以水中典型的难降解有机物金橙Ⅱ（AO7）和罗丹明B（RhB）为模型污染物,研究了三种过氧化物（过二硫酸盐（PS）、过一硫酸盐（PMS）与过氧化氢（H2O2））在紫外光（UV）、热（2570℃）、金属离子(Fe2+)活化条件下降解含Cl-体系中有机物,并对降解动力学、影响因素进行了研究,同时初步探讨了其反应机理。此外,本文还探讨了含铬盐（Cr（Ⅵ））水中,两步法去除AO7与Cr（Ⅵ）。具体研究内容与结果如下:（1）以PS、PMS、H2O2三种常见的过氧化物为氧化剂,以海水作为Cl-来源,以偶氮染料AO7为模型污染物,对UV活化条件下海水体系中AO7的降解进行了研究,并讨论了海水体系中的起主要降解作用的活性物种。结果表明:在海水体系中,254 nm波长的紫外光可以活化PS、PMS、H2O2降解AO7;自由基捕获实验表明PMS可直接被Cl-活化。254 nm紫外光作用下,AO7在可见区和紫外区的官能团均都被破坏;AO7的降解速率随氧化物浓度增加而加快;海水中常见阴离子(Cl-、SO42-、HCO3-)对AO7的降解过程没有太大的影响。（2）以AO7为目标污染物,对热活化PS降解含Cl-盐体系中AO7做了初步研究,并探讨了该过程中的起主要降解作用的活性物种。结果表明:在海水体系中,温度高于50℃可活化PS降解AO7,且AO7的降解速率随氧化物浓度增加而加快;自由基俘获实验证明,对AO7降解起主要作用的为SO4-·。（3）以PS、H2O2为氧化剂,研究了Fe2+活化法,即传统的Fenton法、类Fenton法为技术手段,研究了三种体系（蒸馏水DW、海水NSW、模拟海水SSW）中AO7的降解情况。结果表明:NSW体系中,Fe2+对PS几乎没有活化作用;而传统的Fenton法均可降解三种体系中的AO7,AO7降解效果顺序为DW > SSW > NSW;自由基实验表明,在NSW体系中,·OH是类Fenton氧化体系(Fe2+活化H2O2体系,柠檬酸为螯合剂)的主要活性物质,对AO7的降解起到主导作用。（4）由（1）的研究结果知,Cl-可直接活化PMS降解AO7。通过比较NaClO、Cl-/PMS两个氧化体系对阴离子染料AO7和阳离子染料RhB的降解,进一步探讨了Cl-活化PMS降解有机物的机理。结果表明Cl-是一种高效活化PMS的方法,可以快速降解AO7及RhB。且Cl-的浓度对Cl-活化PMS有影响,其浓度越高,对有机物的降解效果就越好。通过俘获剂实验可知,HClO是Cl-活化PMS的产物,对有机物的降解起主要作用。（5）有些印染废水中含有Cr（Ⅵ）。以AO7为目标污染物,以PMS及H2O2为氧化剂,分两步依次去除水中AO7和Cr（Ⅵ）,即在第一步过程中利用Cr（Ⅵ）活化PMS降解AO7,并使体系的pH降低,从而以H2O2为氧化剂进行第二步反应,去除Cr（Ⅵ）。结果发现,Cr（Ⅵ）活化PMS可较快地降解高浓度的AO7（200500 mg/L）;且随着氧化剂浓度的增大,AO7的降解速率也随之增大。第二步过程中H2O2的加入可迅速降低Cr（Ⅵ）的浓度,H2O2浓度越大,Cr（Ⅵ）的还原速率也就越快。且H2O2的加入可增加AO7在紫外区的降解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 印染废水的处理研究进展
• 1.1.1 印染废水的来源与特点
• 1.1.2 染料废水的处理方法
• 1.2 高级氧化技术
• 1.2.1 Fenton 及类Fenton 法
• 1.2.2 过硫酸盐高级氧化技术
• -对高级氧化技术的影响'>1.2.3 Cl^-对高级氧化技术的影响
• 1.3 海水代用在印染领域的发展前景
• 1.4 选题思路与研究内容
• 1.4.1 选题思路
• 1.4.2 研究内容
• -水中的A07'>2 光活化PS、PMS 降解含 Cl^-水中的A07
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验装置与实验方法
• 2.2.3 分析
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同波长紫外活化的影响
• 2.3.2 氧化剂浓度的影响
• 2.3.3 不同阴离子的影响
• 2.3.4 自由基参与机制
• 2.4 本章小结
• -水中的 A07'>3 热活化 PS 降解含 Cl^-水中的 A07
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验装置与实验方法
• 3.2.3 分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 热活化PS 降解A07
• 3.3.2 氧化剂浓度影响
• 3.3.3 自由基参与机制
• 3.4 本章小结
• 2+活化 H₂0₂、PS 降解含 Cl^-水中的 A07'>4 Fe²⁺活化 H₂0₂、PS 降解含 Cl^-水中的 A07
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验装置与实验方法
• 4.2.3 分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 不同含盐体系中A07 降解的比较
• 4.3.2 氧化剂浓度影响
• 4.3.3 催化剂浓度影响
• 4.3.4 柠檬酸螯合剂对NSW 体系中A07 降解的影响
• 4.3.5 自由基参与机制
• 4.4 本章小结
• -活化 PMS 降解 A07、RhB 的研究'>5 Cl^-活化 PMS 降解 A07、RhB 的研究
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 实验装置与实验方法
• 5.2.3 分析
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 两种氧化体系降解A07、RhB
• 5.3.2 氧化剂浓度的影响
• 5.3.3 不同初始pH 值的影响
• 5.3.4 氯离子浓度的影响
• 5.3.5 降解机理
• 5.4 本章小结
• 6 PMS 降解含 Cr（VI）水体中 A07
• 6.1 引言
• 6.2 材料与方法
• 6.2.1 实验材料
• 6.2.2 实验装置与实验方法
• 6.2.3 分析
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 A07 的去除
• 6.3.2 Cr（Ⅵ）的去除
• 6.4 本章小结
• 7 结论、创新点和建议
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表和撰写的论文
• 个人简历
• 获奖经历