【摘要】：目前絕大多數(shù)關(guān)于過硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)的研究都是基于高活性的硫酸根自由基(SO4·ˉ)的氧化技術(shù)。SO4·ˉ的活性非常強(qiáng),可以氧化多種難降解有機(jī)污染物,然而,因?yàn)镾O4·ˉ的選擇氧化性差,在氧化目標(biāo)物的同時(shí)也會(huì)和實(shí)際水體中的背景成分反應(yīng),這樣會(huì)給實(shí)際水體/廢水的處理帶來不利,一方面造成了氧化劑的浪費(fèi),另一方面可能會(huì)生成有毒有害物質(zhì)。有研究表明氧化銅(Cu O)可以在溫和的反應(yīng)條件下有效激活過二硫酸鹽(PDS),而這一活化過程不產(chǎn)生SO4·ˉ。Cu O是配水管網(wǎng)中銅制管件,以及含銅合金管件腐蝕后的主要產(chǎn)物之一。PDS/Cu O作為一種新型的非自由基高級(jí)氧化體系,其對(duì)于有機(jī)微污染物的氧化能力尚未有人研究。此外,該體系中的消毒副產(chǎn)物生成風(fēng)險(xiǎn)也有待進(jìn)一步考察。本文考察了PDS/Cu O體系對(duì)于碘離子,取代酚(甲基酚,硝基酚,氯酚以及溴酚)和幾種有機(jī)微污染物(卡馬西平,糠醇,撲熱息痛以及新諾明)的氧化能力。CuO活化PDS氧化Iˉ的途徑為:Iˉ→HOI→IO3ˉ。PDS/Cu O體系氧化Iˉ的速率隨著PDS投加量或者Cu O投加量的增加而逐漸增加。PDS/Cu O體系氧化Iˉ的總反應(yīng)速率=0.052[PDS]0.74[Cu O]1.11[Iˉ],總反應(yīng)級(jí)數(shù)為三級(jí)。調(diào)節(jié)溶液初始p H值,Iˉ減少的速率遵循以下的順序:p H7p H8p H6p H9。NOM的存在能夠顯著抑制Iˉ在PDS/Cu O體系中的氧化效率,且抑制作用隨著初始NOM濃度的上升而增強(qiáng)。當(dāng)NOM濃度為1,2和5mg C/L時(shí),PDS/Cu O體系對(duì)Iˉ的轉(zhuǎn)化率由原來的100%分別降低至72.48%,41.29%和21.9%。在NOM存在的條件下,體系中有I-DBPs的生成,產(chǎn)率隨著NOM濃度的增加而降低。針對(duì)不同種類取代基的取代酚,PDS/Cu O體系的將目標(biāo)酚(初始濃度10μM)100%氧化所需的反應(yīng)時(shí)間為:溴酚(20分鐘)甲基酚(30分鐘)氯酚(40分鐘)硝基酚(50分鐘);針對(duì)不同取代位的取代酚,PDS/Cu O體系的氧化甲基酚、氯酚和溴酚時(shí),對(duì)位和鄰位的氧化速率差別不大,間位的取代酚的氧化速率最慢,但是針對(duì)不同取代位的硝基酚,PDS/Cu O體系的氧化速率的規(guī)律為:3-硝基酚2-硝基酚4-硝基酚。PDS/Cu O體系中取代酚濃度的倒數(shù)與反應(yīng)時(shí)間基本呈線性關(guān)系,說明PDS/Cu O與取代酚的反應(yīng)是取代酚的假二級(jí)反應(yīng)。PDS/Cu O體系對(duì)于不同官能團(tuán)的有機(jī)物的氧化能力規(guī)律為:磺胺類有機(jī)物SMZ芳香酚類有機(jī)物APAP雙鍵類有機(jī)物FFA雙鍵類有機(jī)物CBZ;溶液初始p H為6時(shí),反應(yīng)周期60分鐘后的相應(yīng)的去除率分別為:64.4%,59.6%,36%和16.7%。當(dāng)溶液初始p H變化時(shí),PDS/Cu O體系對(duì)于SMZ的氧化能力變化的規(guī)律為:p H7p H6p H9。反應(yīng)周期60分鐘后,當(dāng)p H為6時(shí),SMZ的去除率為64.4%;當(dāng)p H為7時(shí),SMZ的去除率為68.8%,當(dāng)p H升高到9時(shí),SMZ的去除率為40.7%。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703
【圖文】：

圖 1-1 基于羥基自由基（HO ）的高級(jí)氧化技術(shù)下面簡(jiǎn)要介紹幾種在水處理領(lǐng)域中研究開發(fā)與應(yīng)用較廣泛的基于 HO 的高級(jí)氧化技術(shù)[31]：1. 基于臭氧的高級(jí)氧化技術(shù)1）臭氧氧化：臭氧是一種環(huán)境友好型氧化劑，它在氧化反應(yīng)中分解為氧而自身不產(chǎn)生副產(chǎn)品。因此臭氧氧化技術(shù)廣泛應(yīng)用于飲用水的凈化、廢水處理、工業(yè)水處理、游泳池的消毒等方面。在臭氧氧化過程中，存在著兩種可能的氧化作用，第一種稱為直接氧化作用，指臭氧直接作用于水溶液中的目標(biāo)物將其去除的過程；第二種是間接的自由基的氧化作用，指臭氧分解產(chǎn)生的 HO 與水溶液中的目標(biāo)物發(fā)生反應(yīng)將其降解的過程。有些氧化產(chǎn)物不能被臭氧進(jìn)一步氧化轉(zhuǎn)化，使得溶液中的 TOC 并不能完全被去除。此外，直接臭氧氧化技術(shù)的高耗能和高成本限制了該項(xiàng)高級(jí)氧化技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。因此，為了進(jìn)一步提高臭氧氧化過程中的效率，研究人員將臭氧與 H2O2和紫外線輻射相結(jié)合，以這樣的方式可以在氧化處理體系中產(chǎn)生更多的高活性的 HO ，有望大大提高臭氧的去除率。

圖 2-1 不同 PDS 初始濃度下 I3ˉ的產(chǎn)生速率濃度采用 ABTS 顯色法進(jìn)行測(cè)定：預(yù)先取 1ml pH4.6-4.8mM 的 ABTS 溶液、20μL0.5mM 的 KI 溶液于 10mL 比色 1ml 樣品加入比色管，靜置反應(yīng) 20-30 分鐘后，加入 M度線并搖勻。利用可見分光光度計(jì)在波長(zhǎng) 415nm 處測(cè)定摩爾吸光系數(shù)為 31600M-1cm-1。PMS 與 ABTS 的化學(xué)計(jì)l 氧化劑與 2molABTS 反應(yīng)，生成 2mol 的 ABTS +。子與碘酸鹽濃度測(cè)定驗(yàn)中的 Iˉ和生成的 IO3ˉ使用 Dinoex 3000 離子色譜進(jìn)行xAS11，保護(hù)柱為AG19，電導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)，抑制電流設(shè)定為條件如下：流動(dòng)相為 20mM KOH 和 MilliQ 水，流動(dòng)相比例：80%，淋洗液流速為 1mL/min，進(jìn)樣量為 200μL。在此ˉ的保留時(shí)間分別為 3.9min 和 19.4min。酸濃度測(cè)定

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 鄭歡;孫德棟;梁花梅;馬春;張新欣;郝軍;薛芒;;硫酸根自由基處理含酚廢水的研究[J];大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

2 郭鑫;馬邕文;萬金泉;王艷;黃明智;;基于硫酸根自由基的高級(jí)氧化技術(shù)深度處理造紙廢水的研究[J];中國(guó)造紙;2012年09期

3 張輝;李娜;馬梅;劉光斌;;15種取代酚對(duì)淡水發(fā)光菌Q67的毒性及定量構(gòu)效分析[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2012年04期

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1 羅從偉;紫外/過硫酸鹽高級(jí)氧化降解典型有機(jī)微污染物效能及作用機(jī)制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 劉仲謀;石墨烯基材料對(duì)水中消毒副產(chǎn)物及新興有機(jī)微污染物的去除研究[D];東北師范大學(xué);2017年

3 劉永澤;高級(jí)氧化過程中OH·和SO_4~(·-)定量分析及溴代副產(chǎn)物生成規(guī)律研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

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2 劉洪君;紫外/過硫酸鹽氧化體系降解2,4-二溴苯酚動(dòng)力學(xué)及溴代產(chǎn)物研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2719280