發(fā)布時間：2020-04-15 22:13

【摘要】：近年來,鐵路建設(shè)得到快速發(fā)展,列車排污系統(tǒng)在原本“直排式”的基礎(chǔ)上增加了集便器,從而產(chǎn)生了新的一類廢水——集便器污水。集便器污水主要由人體糞尿組成,具有高有機物濃度、高SS、高氨氮的特點,所含有的藥物類污染物濃度比污水處理廠中的濃度高2～3個數(shù)量級并具有毒性。目前,尿液源分離和處理被認為是一種解決水體中氮和磷過量的有效方法,尿液中所含有的高營養(yǎng)成分可以被用于生產(chǎn)肥料,而將尿液中的藥物和營養(yǎng)物質(zhì)分離就需要對尿液中的藥物進行有效降解,這不僅從源頭上控制了藥物類污染,并且為尿液資源回收提供了便利。本研究選取人體尿液普遍存在且生物降解性差的兩種藥物類污染物—磺胺甲惡唑(SMX)和卡馬西平(CBZ),進行光芬頓降解研究。本文采用灼燒熱分解法制備氧基氯化鐵(FeOCl)粉末,通過XRD、SEM、TEM和XPS方法對反應(yīng)前后的FeOCl進行表征,確認其元素組成及存在價態(tài),表明FeOCl呈典型的長方體形狀、層片狀結(jié)構(gòu),具有良好的純度和結(jié)晶度。同時,驗證了反應(yīng)前后FeOCI的重復(fù)利用性。普通配水試驗中,對比了 UV、H2O2、FeOCl、UV/FeOCl、UV/H202、FeOCl/H202和UV/H2O2/FeOCl 7種體系下SMX和CBZ的降解效果,表明光芬頓體系下這兩種藥物類污染物的降解效果明顯優(yōu)于其他體系。根據(jù)控制不同變量的試驗,選定SMX和CBZ的最佳反應(yīng)條件。結(jié)果顯示,SMX的最佳反應(yīng)條件是催化劑為FeOCl,H2O2濃度為8 mM,FeOCl粉末投加濃度為0.2 g/L,SMX初始濃度為100 μM;CBZ的最佳反應(yīng)條件是催化劑為FeOCl,H2O2濃度為10 mM,FeOCl粉末投加濃度為0.2 g/L,CBZ初始濃度為100 μM。在最優(yōu)條件下定量分析了整個體系的H2O2和NH4+-N濃度,結(jié)果表明,該光芬頓體系反應(yīng)過程中H2O2濃度下降較少,NH4+-N濃度變化側(cè)面反映了 SMX和CBZ的降解過程及降解中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。本文還對溶液中五種常見陰離子對降解過程的影響展開研究,結(jié)果表明,CO32-、HCO3-和Cl-在不同程度上抑制了 SMX和CBZ的降解,NO3-和SO42-對光芬頓體系的最終作用效果取決于離子濃度。人工合成尿液試驗中,低濃度的SMX和CBZ在不同體系中表現(xiàn)出不同的降解效果。通過對比SMX在合成新鮮尿液和合成水解尿液中的降解去除率和一級反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)可以得出,降解效果呈現(xiàn)出為UV/H2O2/FeOClUV/H2O2UV/FeOClUVFeOCl/H2O2的特點,有UV輻射的4個體系的降解去除率均為90%左右,且各體系在兩種合成尿液中的降解效果差距不大,表現(xiàn)出低濃度SMX的強光催化降解效果。CBZ在新鮮尿液和合成水解尿液中的降解效果順序為UV/H2O2/FeOClUV/H2O2FeOCl/H2O2UV/FeOClUV,UV/H2O2/FeOCl 體系下CBZ的降解去除率和反應(yīng)速率可達其他體系的兩倍以上,且各體系在兩種合成尿液中的降解效果有明顯差距,表明對CBZ降解起主要作用的是體系中的·OH,光芬頓體系對該類難降解物質(zhì)具有明顯的優(yōu)越性。
【圖文】：

圖１－１技術(shù)路線圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏａｄｍａｐ逡逑

圖２－１反應(yīng)裝置示意圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｄｅｖｉｃｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X731

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 鄧景衡;文湘華;李佳喜;;碳納米管負載納米四氧化三鐵多相類芬頓降解亞甲基藍[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2014年06期

2 張崇淼;苗艷輝;張慶s，

本文編號：2629038