本文關(guān)鍵詞：高鐵酸鹽的制備及其對磺胺吡啶和對乙酰氨基酚的去除

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【摘要】：高鐵酸鹽是一種集氧化、絮凝和消毒為一體的高效凈水劑,在水處理領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用前景。但現(xiàn)階段高鐵酸鹽的制備仍然有著濃度低、穩(wěn)定性差和成本高的特點,這也是限制其大規(guī)模推廣應(yīng)用的主要因素。藥品和個人護理品(PPCPs)是近年來出現(xiàn)的一類對人體和水生物具有潛在危害的水體微污染物,隨著水體中越來越頻繁地被檢出,其越來越受到人們的重視。試驗采用電解法制備高濃度高鐵酸鹽,并利用其去除常見的PPCPs(磺胺吡啶和對乙酰氨基酚),取得了較好的結(jié)果。探討了NaOH濃度、電解溫度、電流密度和陽極材料等因素對電解制備高鐵酸鈉的影響。結(jié)果表明:NaOH溶液的最適濃度是17mol/L;低溫和低電流密度有助于高濃度高鐵酸鈉溶液的制備;與鐵板陽極相比,鐵網(wǎng)能得到更高的高鐵酸鈉濃度,且鐵陽極的定時補換能顯著提高高鐵酸鈉濃度。通過優(yōu)化試驗條件,電解制備高鐵酸鈉的濃度可達到0.39 mol/L,其反應(yīng)條件為:電解溫度13℃,定期補換鐵網(wǎng)(在1 h、3 h和4 h補換),S/V=2.484 1/cm,NaOH濃度17 mol/L,電解時間5 h,4塊鐵網(wǎng)電極(單塊有效反應(yīng)面積62.1 cm2),電流8.4 A。比較了高鐵酸鈉的初始濃度(0.079~0.359 mol/L)和不同離子(PO_4~(3-)、ClO~-和SiO_3~(2-))等對高鐵酸鈉溶液穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:高鐵酸鈉溶液的初始濃度越大,其分解也越快;與其他離子相比,次氯酸根對高鐵酸鹽的穩(wěn)定作用最好。探討了高鐵酸鹽投量、溶液pH值、腐殖酸(HA)對高鐵酸鹽去除磺胺吡啶(SPY)和對乙酰氨基酚(AAP)的影響。結(jié)果表明:高鐵酸鹽投量的增加能顯著提高SPY和AAP的去除率;過酸和過堿環(huán)境均不利于去除率的提高;低濃度的HA能促進SPY和AAP的去除,而高濃度的HA會抑制SPY和AAP的去除。當(dāng)高鐵酸鹽投量為時9.2 mg/L(以鐵計)時,初始濃度1 mg/L的AAP溶液在60 min的去除率可達到99.6%。當(dāng)高鐵酸鹽投量為5 mg/L(以鐵計)時,初始濃度500μg/L的SPY在15 min的去除率可達到100%。高鐵酸鹽去除AAP的反應(yīng)符合偽三級反應(yīng)特征,總反應(yīng)速率常數(shù)為0.000014 L2/mg2·min。三種AAP氧化產(chǎn)物被檢測出,并以此推測了AAP的可能降解路徑。0.2~5 mmol/L的K~+、Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)能促進AAP的去除,而Al~(3+)、CO_3~(2-)和PO_4~(3-)對SPY和AAP的去除卻有明顯的抑制作用。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU991.2

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