近年隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展,人們對地下水的使用量和需求量急劇增長,工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水的排放也隨之增加,致使地下水污染情況日趨嚴(yán)重。地下水的修復(fù)已成為目前最需重視的環(huán)境問題。其中硝酸鹽氮(NO_3~--N)及鉻Cr(Ⅵ)都是地下水中長期存在的污染物,且對人體都有很大的的毒害性。化學(xué)修復(fù)法是快速有效的修復(fù)方法。納米零價鐵技術(shù)因其反應(yīng)活性高,去除效果好的優(yōu)點,已成為最受關(guān)注的研究方法之一。但納米零價鐵不穩(wěn)定,易團(tuán)聚,使其在實際應(yīng)用中受到限制。本文針對這一問題,采用液相還原法制備納米零價鐵(nZVI)及硅藻泥包埋納米零價鐵(DnZVI),并對材料進(jìn)行掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)表征分析。表征結(jié)果顯示,納米零價鐵顆粒大部分以鏈狀形式存在,而經(jīng)過硅藻泥包埋的納米零價鐵顆粒分散性好,很好的解決了納米零價鐵易團(tuán)聚的現(xiàn)象。實驗對兩種材料去除NO_3~--N的效果進(jìn)行對比,并考察不同包埋比、DnZVI投加量、NO_3~--N初始濃度、pH等因素對NO_3~--N去除效果的影響。結(jié)果表明,在相同條件下,DnZVI的去除效果比nZVI提高了22.25%;硅藻泥與納米零價鐵的最佳包埋比為5:1;pH是影響DnZVI去除NO_3~--N的重要因素,較低pH有利于NO_3~--N的還原。在pH為3,NO_3~--N初始濃度為40mg·L~(-1),DnZVI投加量為5g·L~(-1)的條件下,NO_3~--N的去除率為99%。DnZVI去除NO_3~--N的反應(yīng)產(chǎn)物主要為NH_4~+,約占去除NO_3~--N的81%。實驗考察了DnZVI對Cr(Ⅵ)在不同DnZVI投加量、Cr(Ⅵ)溶液初始濃度、pH、溫度影響因素下的去除效果,并對材料的重復(fù)利用性進(jìn)行實驗。結(jié)果表明,在溫度為25℃,pH為3,投加量為2g·L~(-1),初始濃度為10mg·L~(-1)的條件下,DnZVI對Cr(Ⅵ)的去除效果最好,去除率為95.5%。DnZVI和nZVI材料重復(fù)利用三次后,DnZVI對Cr(Ⅵ)的去除率約為nZVI的4倍,DnZVI重復(fù)利用性更好。根據(jù)實驗結(jié)果對反應(yīng)進(jìn)行動力學(xué)分析,結(jié)果表明DnZVI去除地下水中NO_3~--N及Cr(Ⅵ)在不同pH、投加量、初始濃度、溫度等影響因素下,均符合一級動力學(xué)規(guī)律。反應(yīng)活化能分別為57.25KJ·mol~(-1)和29.46KJ·mol~(-1)。
【學(xué)位單位】：沈陽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X523
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 地下水污染概況
        1.1.2 地下水硝酸鹽氮污染概況及危害
        1.1.3 地下水中鉻污染概況及危害
    1.2 地下水硝酸鹽氮污染處理技術(shù)
        1.2.1 物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)
        1.2.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)
        1.2.3 生物修復(fù)技術(shù)
    1.3 地下水六價鉻污染處理技術(shù)
        1.3.1 物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)
        1.3.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)
        1.3.3 生物修復(fù)技術(shù)
    1.4 納米零價鐵技術(shù)的研究進(jìn)展
    1.5 研究的意義、內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.5.1 研究的意義
        1.5.2 研究的內(nèi)容
        1.5.3 技術(shù)路線
第2章 材料與方法
    2.1 實驗試劑及儀器
        2.1.1 實驗藥品及材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗方法
        2.2.1 nZVI的制備方法
        2.2.2 DnZVI的制備方法
        2.2.3 制備裝置
3
--N及Cr（Ⅵ）實驗'>        2.2.4 nZVI及DnZVI去除NO3
--N及Cr（Ⅵ）實驗
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡（SEM）分析
        2.3.2 X射線衍射（XRD）分析
    2.4 數(shù)據(jù)分析方法
3
--N數(shù)據(jù)分析'>        2.4.1 NO3
--N數(shù)據(jù)分析
        2.4.2 Cr（Ⅵ）數(shù)據(jù)分析
        2.4.3 降解率的計算
    2.5 動力學(xué)分析
3
--N及Cr（Ⅵ）的研究'>第3章 DnZVI去除NO3
--N及Cr（Ⅵ）的研究
    3.1 引言
    3.2 nZVI及DnZVI的表征
        3.2.1 掃描電子顯微鏡（SEM）分析
        3.2.2 X射線衍射（XRD）分析
3
--N去除的研究'>    3.3 DnZVI對NO3
--N去除的研究
3
--N效果對比'>        3.3.1 nZVI與DnZVI去除NO3
--N效果對比
3
--N去除的影響'>        3.3.2 不同包埋比例對NO3
--N去除的影響
3
--N去除的影響'>        3.3.3 DnZVI投加量對NO3
--N去除的影響
3
--N初始濃度的影響'>        3.3.4 NO3
--N初始濃度的影響
3
--N去除的影響'>        3.3.5 pH對NO3
--N去除的影響
        3.3.6 反應(yīng)溫度的影響
        3.3.7 反應(yīng)體系產(chǎn)物分析
    3.4 DnZVI對Cr（Ⅵ）去除的研究
        3.4.1 pH對Cr（Ⅵ）去除效果的影響
        3.4.2 DnZVI投加量對Cr（Ⅵ）去除效果的影響
        3.4.3 初始濃度對Cr（Ⅵ）去除效果的影響
        3.4.4 溫度對Cr（Ⅵ）去除效果的影響
    3.5 nZVI及DnZVI的重復(fù)利用
3
--N與Cr（Ⅵ）共存情況分析'>    3.6 NO3
--N與Cr（Ⅵ）共存情況分析
3
--N對Cr（Ⅵ）去除效果的影響'>        3.6.1 不同濃度NO3
--N對Cr（Ⅵ）去除效果的影響
3
--N去除效果的影響'>        3.6.2 不同濃度Cr（Ⅵ）對NO3
--N去除效果的影響
    3.7 本章小結(jié)
3
--N及Cr（Ⅵ）的動力學(xué)模型'>第4章 DnZVI去除NO3
--N及Cr（Ⅵ）的動力學(xué)模型
    4.1 引言
3
--N的動力學(xué)研究'>    4.2 DnZVI去除NO3
--N的動力學(xué)研究
        4.2.1 pH對反應(yīng)速率的影響
        4.2.2 DnZVI投加量對反應(yīng)速率的影響
3
--N初始濃度對反應(yīng)速率的影響'>        4.2.3 NO3
--N初始濃度對反應(yīng)速率的影響
        4.2.4 溫度對反應(yīng)速率的影響
3
--N反應(yīng)動力學(xué)模型的建立'>    4.3 DnZVI去除NO3
--N反應(yīng)動力學(xué)模型的建立
    4.4 DnZVI去除Cr（Ⅵ）的動力學(xué)研究
        4.4.1 pH對反應(yīng)速率的影響
        4.4.2 DnZVI投加量對反應(yīng)速率的影響
        4.4.3 Cr（Ⅵ）初始濃度對反應(yīng)速率的影響
        4.4.4 溫度對反應(yīng)速率的影響
    4.5 DnZVI去除Cr（Ⅵ）反應(yīng)動力學(xué)模型的建立
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間研究成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2867377

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