【摘要】：電鍍廢水所含的絡合態(tài)重金屬,不僅具有強毒性,而且不可生物降解,易隨著食物鏈在體內(nèi)累積。相比于水中常見的游離態(tài)的重金屬離子,采取普通的加堿沉淀法對絡合態(tài)重金屬的去除效果往往不明顯,達不到國家污水排放標準。所以,針對絡合態(tài)重金屬的去除,亟需開發(fā)一種高效且無二次污染的去除方法。近年來,因為介質(zhì)阻擋技術放電過程穩(wěn)定,同時會產(chǎn)生大量活性物質(zhì),對有機物的降解效果顯著,得到了廣泛的關注與研究。Cu-EDTA作為電鍍廢水中最常見的目標污染物。因此,本文主要用介質(zhì)阻擋放電去除模擬的Cu-EDTA廢水,主要研究其去除機理和特性。本文結論如下:(1)工頻高壓介質(zhì)阻擋放電對水中Cu-EDTA具有良好的去除效果,處理60 min,可以達到92%左右。增加放電電壓、通氣流量都有利于Cu-EDTA的降解;隨Cu-EDTA溶液初始濃度和溶液初始pH值的增加,其降解率逐漸降低;當增加EDTA的比例時,對Cu-EDTA的去除起到明顯的抑制作用,而增加Cu~(2+)的摩爾比例時,有助于Cu-EDTA的去除;投加Cl~-對Cu-EDTA的降解呈促進作用,投加NO_3~-、SO_4~(2-)陰離子時,對Cu-EDTA的降解呈先促進后抑制作用;而CO_3~(2-)離子明顯的抑制了Cu-EDTA的降解。(2)通過添加活性自由基捕獲劑,探討了活性物質(zhì)對Cu-EDTA降解的主要貢獻和作用規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):當對苯醌、異丙醇添加至體系中時,Cu-EDTA的去除率分別降低至52.5%、59%;Cu-EDTA的離子色譜、三維熒光、液相的數(shù)據(jù)說明了DBD去除Cu-EDTA的有效性,同時證明過程中產(chǎn)生了中間產(chǎn)物,Cu-EDTA部分被礦化H_2O和CO_2;毛細管電泳產(chǎn)物圖表明,DBD處理過程中Cu-EDTA降解的幾種可能性。中間產(chǎn)物有Cu-EDDA、Cu-IDA、Cu-NTA等。(3)高頻高壓放電系統(tǒng)在放電電壓5 kV、通氣流量160 L/h、Cu-EDTA初始濃度0.3 mmol/L、pH為4的情況下,處理Cu-EDTA模擬廢水10 min,Cu-EDTA的降解率可達到87.3%。增加放電電壓有利于Cu-EDTA的降解;隨Cu-EDTA溶液初始濃度和溶液初始pH值的增加,其降解率逐漸降低;改變Cu~(2+):EDTA的配比時,當增加EDTA的比例時,對Cu-EDTA的去除起到明顯的抑制作用,Cu~(2+):EDTA比例增加到1:4時,10 min時的去除率為38.5%。而增加Cu~(2+)的比例時,60 min去除率反而增加到99%;對苯醌和異丙醇的添加均抑制了Cu-EDTA的去除。
【圖文】：

的 pH 值范圍內(nèi)，柱形蒙脫土能在 30 min 內(nèi)吸附絡合銅達到平衡，從而實現(xiàn)去除絡合態(tài)重金屬。吸附法雖然操作簡單，來源廣泛，但同時也存在使用壽命短，吸附飽和后難再生和重復利用等缺點。1.3 介質(zhì)阻擋放電國內(nèi)外研究進展近些年來，氣體放電產(chǎn)生的低溫等離子體呈現(xiàn)出廣闊的應用前景，同時，介質(zhì)介質(zhì)阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge ，DBD)因其在常溫常壓就可以產(chǎn)生低溫等離子體而被人們重視。1.3.1 介質(zhì)阻擋放電簡介介質(zhì)阻擋放電是一種將絕緣介質(zhì)插入放電空間，從而達到非平衡態(tài)氣體放電的方法。介質(zhì)阻擋放電的放電氣壓范圍為 10～10000 Pa（王瑩 2009），電源頻率可從 50 H至 1 MHz，所以在實驗研究中被廣泛應用（陳維江等 2013）。實驗室中常見的介質(zhì)阻擋放電結構可以分為以下六種，，如圖 1-1 所示（屈廣周 2010）。

圖 1-2 技術路線圖Figure 1-2 Technical roadmap1.4.3 研究內(nèi)容本研究通過放電等離子體技術對水中的 Cu-EDTA 進行去除，考察不同因素對體系中目標污染物降解效果的影響，確定最優(yōu)化條件，探討其降解規(guī)律，提出可能的降解途徑和機理，深入分析活性物質(zhì)的主要作用和貢獻，考察介質(zhì)阻擋放電體系的去除作用。具體研究內(nèi)容為：（1）考察 50 Hz 下，放電電壓、Cu-EDTA 初始濃度、螯合物配比、通氣流量、pH、陰離子等參數(shù)對 Cu-EDTA 去除率的影響，確定最優(yōu)化條件，并對降解規(guī)律進行分析。（2）從添加捕獲劑、各種分析方法間接測定和直接測定兩方面研究放電過程中活性物質(zhì)對 Cu-EDTA 降解的貢獻及降解產(chǎn)物的變化，提出可能的降解途徑。（3）考察 7 kHz 下，放電電壓、Cu-EDTA 初始濃度、螯合物配比、pH、陰離子、活性物質(zhì)捕獲劑等參數(shù)對 Cu-EDTA 去除率的影響，確定最優(yōu)化條件，并對降解規(guī)律進行分析。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X781.1

【參考文獻】

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本文編號：2625959