水中难降解有机污染物去除方法的研究

论文摘要

有机废水的排放带来十分严重的环境污染，给人类的健康带来巨大的威胁。由于它含有有毒、有害、难降解的有机污染物，我国传统的水处理工艺还不能够将其从水环境中彻底的去除。近年来，我国在树脂法处理有机废水方面有较大进展，具有选择性吸附且容易再生的树脂被合成并应用在环保领域。同时，高级氧化技术作为一种有选择性的降解污水中的有机物的技术，越来越受到人们的关注，过硫酸根具有强氧化性，在加热或光化学引发条件下可以使过硫酸根产生硫酸根自由基加速反应的进行。本文主要以环境水中持久性有机污染物邻苯二甲酸酯类（PAEs）和石油化工行业产生的经生化法处理过的含盐有机废水（CODcr值为200 mg/L）为样本，采用树脂法和光化学氧化法去除水中难降解有机污染物。本文研究内容包含以下三个方面：第一部分，树脂法去除水中的PAEs。讨论了树脂的类型、加入量、溶液初始浓度、反应温度、树脂的使用次数以及树脂的再生利用等因素对水中PAEs的去除效果的影响，且在优化条件下讨论了不同酯的动力学方程以及去除机理。结果表明，近中性条件下，OH－型阴离子交换树脂可以快速去除水中PAEs，使水中残留PAEs的量达到国标以下，PAEs去除反应符合一级动力学方程且树脂容易再生使用，但该方法存在树脂再生废水的二次处理问题。第二部分，树脂法处理含盐有机废水。考察了不同类型的树脂对经生化法处理过的含盐有机废水的去除效果。结果表明，001×7、D301R、201×4三种树脂的层析柱串联法对含盐废水的COD去除效果良好，废水经串联三级吸附以后，出水水质可以达到天津地区污水排放一级标准（CODcr<50 mg/L），且达到吸附饱和的树脂可以脱附再生使用，该方法可以有效去除生化法不能处理的含盐废水，但同样存在树脂再生废水的二次处理问题。第三部分，过硫酸钠/双氧水双氧化体系光化学氧化降解水中的PAEs。主要考察了混合氧化剂的加入量、紫外光强度、溶液pH值以及溶液初始浓度等因素对PAEs的降解效果的影响，并在优化条件下对降解反应动力学进行考察及降解反应机理进行初探。结果表明：室温、中性环境，双氧化剂联合使用优于相同条件下单独使用对PAEs的降解效果；PAEs的降解率达98%以上且经过紫外和高效液相色谱分析表明，该法可以将PAEs矿化；降解反应表现为一级反应动力学特征。同样，采用该法对经生化法处理过的含盐有机废水降解效果进行了初测，结果显示，该法处理含盐有机废水效果明显，解决了含盐有机废水处理难的问题，弥补了生物法的不足。综合上述研究，过硫酸钠/双氧水双氧化体系高级氧化技术处理有机污染物省时以及无二次污染等，可以作为未来含盐有机废水处理的发展方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 邻苯二甲酸酯类有机污染物的研究现状
• 1.1.1 邻苯二甲酸酯类有机污染物的特性和分类
• 1.1.2 邻苯二甲酸酯类有机污染物对环境的污染
• 1.1.3 邻苯二甲酸酯类有机污染物的危害
• 1.1.4 邻苯二甲酸酯类有机污染物的去除方法
• 1.2 高含盐有机废水的研究进展
• 1.2.1 高含盐有机废水的污染和危害
• 1.2.2 高含盐有机废水的处理现状及存在的问题
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 树脂法去除水中邻苯二甲酸酯类有机污染物
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 实验原理
• 2.3 树脂的预处理
• 2.4 PAEs 的高效液相色谱（HPLC）分析方法
• 2.4.1 HPLC 检测波长的选择
• 2.4.2 PAEs 的标准曲线实验
• 2.5 PAEs 的去除方法
• 2.6 PAEs 的 HPLC 分析方法的结果与讨论
• 2.6.1 HPLC 检测波长的确定
• 2.6.2 流动相的配比及流速的选择
• 2.6.3 PAEs 的标准曲线及检出限
• 2.7 树脂法去除水中 PAEs 的结果与讨论
• 2.7.1 不同类型树脂对 PAEs 的去除效果及去除机理探讨
• 2.7.2 树脂投加量对 PAEs 去除效果的影响
• 2.7.3 PAEs 的初始浓度对去除效果的影响
• 2.7.4 温度对 PAEs 去除效果及树脂去除 PAEs 的动力学特征
• 2.7.5 OH－型树脂的有效利用情况
• 2.7.6 OH－型树脂的再生及再生液的处理
• 2.8 结论与展望
• 第三章 树脂法处理经生化法处理过的含盐有机废水
• 3.1 仪器与试剂
• 3.2 实验原理
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 去除方法
• 3.3.2 检测方法
• 3.3.3 树脂的再生及使用
• 3.4 树脂法对含盐有机废水的去除效果与讨论
• 3.4.1 氯离子含量测定
• 3.4.2 静态法树脂的筛选
• 3.4.3 动态法树脂的筛选
• 3.4.4 动态法优化吸附条件
• 3.4.5 动态法树脂三级串联吸附污染物
• 3.4.6 树脂的再生
• 3.5 经济可行性分析
• 3.6 结论与展望
• 第四章 高级氧化技术降解邻苯二甲酸酯类有机污染物
• 4.1 仪器与试剂
• 4.2 实验原理
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 PAEs 高效液相色谱分析方法
• 4.3.2 PAEs 降解方法
• 4.4 过硫酸钠/双氧水光化学氧化降解水中 PAEs 的结果与讨论
• 4.4.1 氧化剂种类对 PAEs 降解效果的影响
• 4.4.2 光强对 PAEs 降解效果的影响
• 4.4.3 pH 对 PAEs 降解效果的影响
• 4.4.4 PAEs 初始浓度对降解效果的影响
• 4.4.5 双氧化剂降解 PAEs 的动力学特征
• 4.5 双氧化剂光化学氧化法降解 PAEs 的机理探讨
• 4.6 含盐有机废水处理初探
• 4.7 结论与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢