论文题目: 除草剂2，4-D的O3、O3/H2O2高级氧化技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 环境工程
作者: 陈岚
导师: 汪大翚,史惠祥
关键词: 除草剂,臭氧化,臭氧,过氧化氢氧化,臭氧,超声波氧化,高级氧化,技术,降解机理,反应动力学
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 农药污染成为近年来水环境保护领域的研究热点,苯氧羧酸类除草剂2,4-D是一种使用地域较广应用时间较长的农药,为潜在致癌物,其氯代中间产物毒性较高,可污染水体,对自然环境和人类健康造成威胁。本文主要采用臭氧化、臭氧/过氧化氢高级氧化技术,选择2,4-D为模型污染物配制模拟废水,进行动力学、机理研究,关注水质特性对2,4-D的O3、O3/H2O2氧化降解的影响,同时初步探讨臭氧/超声波联合降解2,4-D,进行臭氧化高级氧化技术的基础研究。 对2,4-D的O3、O3/H2O2氧化过程进行影响因素分析,考察反应温度、溶液pH值、2,4-D初始浓度、气体流量、H2O2投加量等因素对降解效果的影响,探讨较合适的条件,考察O3和H2O2之间的协同作用,比较O3、O3/H2O2氧化的效果。结果表明反应温度、溶液pH值、H2O2投加量影响较大,气体流量影响最小,随着温度升高、pH值升高、气体流量增大、2,4-D初始浓度降低、H2O2投加量增大,2,4-D降解速率提高。O3/H2O2体系比O3体系稳定,O3和H2O2之间具有协同作用,H2O2可促进O3分解产生·OH,反应增快,降解时间缩短,反应条件温和,易于操作和改进,降低操作费用。因此O3/H2O2体系更为经济有效,对降解2,4-D等有机物具有良好的运用前景,更具实用价值。 对臭氧分子直接氧化2,4-D动力学进行考察,2,4-D是可解离有机物,水溶液里呈现解离态和分子态两种,解离态的反应速率常数比分子态高,因此基于溶液中有机物解离程度,涵盖有机物的解离态、分子态反应的直接氧化动力学模型能比较好的模拟实验情况。进行2,4-D的O3、O3/H2O2氧化反应动力学研究,2,4-D降解符合拟一级动力学,有机物降解主要是羟基自由基间接氧化,在拟一级动力学反应速率常数基础上建立总动力学模型,适合于2,4-D实际氧化过程的预测。 研究2,4-D的O3、O3/H2O2氧化降解机理,对反应过程中的羟基自由基浓度和作用进行分析,结果表明2,4-D降解主要是羟基自由基起主导作用,O3/H2O2体系产生的羟基自由基比O3体系多。借助GC-MS、HPLC、IC等分析手段,测定2,4-D降解中间产物,经过合理简化和假设,跟踪反应时间内2,4-D降解的主要中间产物类的浓度变化和动力学趋势,提出2,4-D分解为含氯有机物、无氯芳香族化合物、小分子有机酸等几类中间产物的氧化反应模式及脱氯模型,研究结果表明较为复杂的交叉式降解路径能更好的说明试验结果。在单独O3过程中可观察到有H2O2产生,在O3/H2O2体系里则伴随H2O2产生和分解的过程,考察H2O2产生动力学模型,可以借此认识H2O2在O3、O3/H2O2氧化中的作用。
论文目录:
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 除草剂2，4-D及其污染控制
1.2.1 背景——农药污染研究进展
1.2.1.1 农药污染
1.2.1.2 农药污染控制研究进展
1.2.2 苯氧羧酸类除草剂2，4-D
1.2.3 2，4-D类除草剂污染控制技术研究进展
1.3 臭氧氧化技术
1.3.1 臭氧性质
1.3.2 臭氧化高级氧化技术进展
1.3.2.1 臭氧化技术
1.3.2.2 臭氧联合高级氧化技术
1.3.3 臭氧分解机理
1.3.3.1 纯水中臭氧分解机理发展
1.3.3.2 自由基的引发剂，促进剂和抑制剂
1.3.3.3 水质影响
1.3.4 臭氧氧化机理
1.3.4.1 臭氧直接氧化
1.3.4.2 羟基自由基间接氧化
1.4 臭氧联合高级氧化技术
1.4.1 O_3／H_2O_2氧化
1.4.1.1 O_3／H_2O_2氧化机理
1.4.1.2 O_3／H_2O_2技术研究进展
1.4.2 O_3／US氧化
1.4.2.1 超声波降解机理
1.4.2.2 超声波降解影响因素
1.4.2.3 O_3／US反应机理
1.4.2.4 O_3、O_3／US技术进展
1.5 研究目的
参考文献
第二章 实验部分
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 试剂
2.1.2 仪器
2.2 实验装置与流程
2.2.1 装置
2.2.2 流程
2.2.3 步骤
2.3 分析方法
2.3.1 2，4-D(HPLC)
2.3.2 氯离子(IC)
2.3.3 中间产物
2.3.4 酸碱度(pH)
2.3.5 矿化率
2.3.6 气相臭氧
2.3.7 液相臭氧
2.3.8 过氧化氢
参考文献
第三章 O_3、O_3／H_2O_2氧化2，4-D影响因素分析及比较
3.1 溶液pH值影响
3.2 反应温度的影响
3.3 2，4-D初始浓度影响
3.4 气体流量的影响
3.5 过氧化氢投加量的影响
3.6 TOC去除比较
3.7 本章小结
参考文献
第四章 直接氧化2，4-D反应动力学分析
4.1 直接氧化动力学模型
4.1.1 模型建立
4.1.2 模型比较
4.2 臭氧浓度分析
4.2.1 pH影响
4.2.2 温度影响
4.2.3 2，4-D初始浓度影响
4.2.4 气体流量影响
4.2.5 不同过氧化氢投加量影响
4.2.6 臭氧浓度总关系式
4.3 单独O_3氧化2，4-D的直接氧化动力学部分
4.3.1 pH影响
4.3.2 温度影响
4.3.3 2，4-D初始浓度影响
4.3.4 气体流量影响
4.3.5 单独臭氧氧化2，4-D直接氧化动力学模型
4.4 O_3／H_2O_2氧化2，4-D的直接氧化动力学部分
4.5 本章小结
参考文献
第五章 O_3、O_3／H_2O_2氧化2，4-D总反应动力学
5.1 羟基自由基研究
5.2 单独O_3、O_3／H_2O_2氧化2，4-D总反应动力学及比较
5.2.1 pH影响
5.2.2 温度影响
5.2.3 有机物初始浓度影响
5.2.4 气体流量影响
5.2.5 过氧化氢投加量影响
5.3 2，4-D氧化反应总动力学模型
5.3.1 O_3氧化总动力学模型
5.3.2 O_3／H_2O_2氧化总动力学模型
5.4 本章小结
参考文献
第六章 O_3、O_3／H_2O_2氧化2，4-D的降解路径及中间产物动力学研究
6.1 降解中间产物分析
6.1.1 GC-MS分析
6.1.2 HPLC分析
6.1.3 IC分析
6.2 降解路径
6.3 中间产物及氯离子动力学趋势模型
6.3.1 模型建立
6.3.2 模型比较
6.3.3 单独O_3与O_3／H_2O_2氧化体系的中间产物动力学比较
6.3.4 温度对中间产物的影响
6.3.5 pH值对中间产物的影响
6.3.6 2，4-D初始浓度对中间产物的影响
6.3.7 气体流量对中间产物的影响
6.4 过氧化氢产生模型
6.4.1 温度的影响
6.4.2 pH值的影响
6.4.3 2，4-D初始浓度的影响
6.4.4 气体流量的影响
6.4.5 过氧化氢投加量的影响
6.5 本章小结
参考文献
第七章 水质特性对2，4-D降解的影响
7.1 水质对2，4-D降解速率的影响
7.2 水质对脱氯速率的影响
7.3 水质对H_2O_2产生的影响
7.4 本章小结
参考文献
第八章 臭氧／超声波高级氧化技术
8.1 实验部分
8.1.1 装置
8.1.2 实验流程
8.1.3 分析方法
8.2 臭氧／超声波的协同机理
8.3 臭氧／超声波氧化动力学分析
8.3.1 反应pH值对2，4-D降解的影响
8.3.2 有机物初始浓度对2，4-D降解的影响
8.3.3 动力学模型
8.4 臭氧／超声波氧化机理
8.5 本章小结
参考文献
第九章 结论
致谢
附录
发布时间: 2005-07-21
参考文献
- [1].中间产物在含氮杂环化合物微生物降解中的作用[D]. 单树楠.上海师范大学2017
- [2].两株优势菌对多环芳烃的降解机理研究[D]. 吴蔓莉.西安建筑科技大学2010
相关论文
- [1].液相臭氧化反应机理研究及在化学耗氧量测定中的应用[D]. 靳保辉.厦门大学2004
- [2].水中硝基（氯）苯及多羟基单宁酸的O3/H2O2降解效果与机理[D]. 沈吉敏.哈尔滨工业大学2007
- [3].基于硫酸自由基的高级氧化技术降解水中典型有机污染物研究[D]. 陈晓旸.大连理工大学2007
- [4].Fenton高级氧化技术氧化降解多环芳烃类染料废水的研究[D]. 李宏.重庆大学2007
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