海綿鐵/O 2 體系類Fenton效應(yīng)及其對(duì)難降解有機(jī)物(以苯胺為例)降解效果研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-19 03:13
零價(jià)鐵(ZVI)作為滲透反應(yīng)墻成功應(yīng)用于地下水的原位修復(fù),使得零價(jià)鐵在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用越來越被重視。零價(jià)鐵具有較強(qiáng)的還原性,其對(duì)氯代烴、硝基芳香烴、重金屬和各種含氧陰離子(如砷酸鹽、硝酸鹽、鉻酸鹽、溴酸鹽等)都有較好的去除效果。隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中排放的污染物對(duì)水環(huán)境帶來的影響越來越明顯。地表水和地下水體中有毒有害有機(jī)物污染狀況也越來越復(fù)雜,單純的零價(jià)鐵體系由于其本身的限制因素,已不足以修復(fù)被污染的地表水和地下水,因此,需對(duì)零價(jià)鐵體系進(jìn)行改進(jìn)和加強(qiáng)。近年來各國(guó)對(duì)零價(jià)鐵體系的研究不斷深入,有研究發(fā)現(xiàn),氧氣存在能增強(qiáng)零價(jià)鐵對(duì)污染物的去除效果。即在酸性條件下,向Fe0反應(yīng)體系中曝氣,O2被Fe0還原的過程中生成H2O2和Fe2+,而H2O2和Fe2+在一定條件發(fā)生Fenton反應(yīng),產(chǎn)生·OH等強(qiáng)氧化物質(zhì)來降解有機(jī)物,這一過程基于Fenton理論,又可被認(rèn)為是類Fenton反應(yīng)...
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
014年我國(guó)主要流域河流水質(zhì)狀況
圖 1.2 2014 年重點(diǎn)湖泊(水庫)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)除地表水外,我國(guó)大約有 50%的地區(qū)的淺層地下水受到一定程度的污染。2014 年,全國(guó) 202 個(gè)地級(jí)及以上城市進(jìn)行地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作,結(jié)果顯示,水質(zhì)為優(yōu)良級(jí)、良好級(jí)、較好級(jí)、較差級(jí)、極差級(jí)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)比例分別為 10.8%、25.9%、1.8%、45.4%、16.1%,其中較差級(jí)水質(zhì)達(dá)到 45.4%,說明地下水的污染程度不容樂觀。主要超標(biāo)指標(biāo)為總硬度、SS、鐵、錳、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和氨氮等,個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)有砷、鉛、六價(jià)鉻等重(類)金屬超標(biāo)現(xiàn)象。近年來,除常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)外,地表水與地下水受到持久性有機(jī)物污染的現(xiàn)狀也越來越受到人們的重視。黃永東等對(duì)珠江三角洲地區(qū)有機(jī)污染進(jìn)行研究,結(jié)果表明,廣州市地表水曾檢測(cè)出近 300 多種有機(jī)污染物,其中 36 種屬于美國(guó)環(huán)保局優(yōu)先控制的污染物。城市自來水中也曾檢出 100 多種微量有機(jī)污染物,其中24 種屬于美國(guó)環(huán)保局優(yōu)先控制污染物[1]。南京水源水中發(fā)現(xiàn) 129 種優(yōu)先污染物,地下水中發(fā)現(xiàn)有機(jī)污染物 180 多種[2-3],多為揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物。根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)地下水污染物種類的研究可知,地下水中的有機(jī)污染物主要有
水并取得成功。此后,F(xiàn)enton 技術(shù)在國(guó)內(nèi)外廢水處理的研究和應(yīng)用中受注[17]。前世界公認(rèn)的 Fenton 反應(yīng)的機(jī)理是羥基自由基理論。1934 年 Haber 研究得出該理論,即酸性條件下,F(xiàn)e2+催化分解 H2O2產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑羥·OH 攻有機(jī)物分子,進(jìn)而使其氧化為 CO2、H2O 等無機(jī)物質(zhì)[18]。OH 最主要的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面[13]:①具有極強(qiáng)的氧化性,氧化還原2.80V,僅次于 F2(2.87V);②參與的化學(xué)反應(yīng)為游離基反應(yīng),反應(yīng)速與大多數(shù)有機(jī)物的反應(yīng)速率常數(shù)在 106~108mol-1·L-1·s-1,基本接近擴(kuò)散制極限(1010mol-1·L-1·s-1);③和有機(jī)物反應(yīng)過程中不斷與中間產(chǎn)物反應(yīng)機(jī)物被完全礦化。有學(xué)者指出·OH 并不是此體系中唯一存在的有效氧化劑,某些高價(jià)態(tài)的同時(shí)存在于 Fenton 體系中[19]。(如圖 1.3)過氧化物中 O-O 鍵的均裂定產(chǎn)物是羥自由基或高價(jià)態(tài)鐵絡(luò)合物[31]。Yamazaki 和 Piette 使用 EPR 了自由基和高價(jià)態(tài)鐵物種同時(shí)存在于芬頓體系中[20]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]響應(yīng)面分析法優(yōu)化給水污泥吸附除磷工藝[J]. 馬宏林,賀濤,洪雷,魏東洋,李杰,孫三祥,許振成. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[2]新型水處理材料海綿鐵在廢水處理中的應(yīng)用研究[J]. 馬寧,王亞娥,李杰,張艷梅. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2014(08)
[3]分光光度法測(cè)定羥基自由基捕獲劑的研究進(jìn)展[J]. 任瑞妮,付柯,馮鞏,何舜,王宏. 安徽化工. 2014(03)
[4]鑄鐵還原氯乙酸的影響因素與機(jī)制研究[J]. 唐順,楊宏偉,王小(亻毛),解躍峰. 環(huán)境科學(xué). 2014(03)
[5]改性海綿鐵除氧影響因素與機(jī)理研究[J]. 徐波,賈銘椿. 材料工程. 2013(10)
[6]均相Fenton法處理干法腈綸廢水工藝優(yōu)化與分析[J]. 魏健,趙樂,宋永會(huì),徐東耀,肖書虎. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(08)
[7]Fe0/O2體系產(chǎn)生H2O2和·OH等活性氧化劑的研究進(jìn)展[J]. 李騁,樊金紅,馬魯銘. 環(huán)境污染與防治. 2012(10)
[8]零價(jià)鐵降解4-氯硝基苯動(dòng)力學(xué)研究[J]. 廖娣劼,楊琦,李俊錡. 環(huán)境科學(xué). 2012(02)
[9]Fe0/H2O2類Fenton體系降解水中對(duì)氯硝基苯[J]. 沈吉敏,朱佳裔,陳忠林,劉宇,任南琪. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(12)
[10]中國(guó)城市面源污染現(xiàn)狀及其影響因素[J]. 丁程程,劉健. 中國(guó)人口.資源與環(huán)境. 2011(S1)
博士論文
[1]芬頓法和類芬頓法對(duì)水中污染物的去除研究[D]. 李春娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)微污染水體的研究[D]. 韓偉欣.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2014
[2]基于零價(jià)鐵的芬頓體系的構(gòu)建及其在環(huán)境污染物處理中的應(yīng)用[D]. 任洪菊.沈陽理工大學(xué) 2014
[3]Al0/O2體系去除酚類化合物及腐殖酸影響機(jī)制[D]. 蔡建軍.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[4]Fenton法氧化多種有機(jī)物的研究[D]. 張亞南.上海交通大學(xué) 2013
本文編號(hào):3596106
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
014年我國(guó)主要流域河流水質(zhì)狀況
圖 1.2 2014 年重點(diǎn)湖泊(水庫)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)除地表水外,我國(guó)大約有 50%的地區(qū)的淺層地下水受到一定程度的污染。2014 年,全國(guó) 202 個(gè)地級(jí)及以上城市進(jìn)行地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作,結(jié)果顯示,水質(zhì)為優(yōu)良級(jí)、良好級(jí)、較好級(jí)、較差級(jí)、極差級(jí)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)比例分別為 10.8%、25.9%、1.8%、45.4%、16.1%,其中較差級(jí)水質(zhì)達(dá)到 45.4%,說明地下水的污染程度不容樂觀。主要超標(biāo)指標(biāo)為總硬度、SS、鐵、錳、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和氨氮等,個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)有砷、鉛、六價(jià)鉻等重(類)金屬超標(biāo)現(xiàn)象。近年來,除常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)外,地表水與地下水受到持久性有機(jī)物污染的現(xiàn)狀也越來越受到人們的重視。黃永東等對(duì)珠江三角洲地區(qū)有機(jī)污染進(jìn)行研究,結(jié)果表明,廣州市地表水曾檢測(cè)出近 300 多種有機(jī)污染物,其中 36 種屬于美國(guó)環(huán)保局優(yōu)先控制的污染物。城市自來水中也曾檢出 100 多種微量有機(jī)污染物,其中24 種屬于美國(guó)環(huán)保局優(yōu)先控制污染物[1]。南京水源水中發(fā)現(xiàn) 129 種優(yōu)先污染物,地下水中發(fā)現(xiàn)有機(jī)污染物 180 多種[2-3],多為揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物。根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)地下水污染物種類的研究可知,地下水中的有機(jī)污染物主要有
水并取得成功。此后,F(xiàn)enton 技術(shù)在國(guó)內(nèi)外廢水處理的研究和應(yīng)用中受注[17]。前世界公認(rèn)的 Fenton 反應(yīng)的機(jī)理是羥基自由基理論。1934 年 Haber 研究得出該理論,即酸性條件下,F(xiàn)e2+催化分解 H2O2產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑羥·OH 攻有機(jī)物分子,進(jìn)而使其氧化為 CO2、H2O 等無機(jī)物質(zhì)[18]。OH 最主要的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面[13]:①具有極強(qiáng)的氧化性,氧化還原2.80V,僅次于 F2(2.87V);②參與的化學(xué)反應(yīng)為游離基反應(yīng),反應(yīng)速與大多數(shù)有機(jī)物的反應(yīng)速率常數(shù)在 106~108mol-1·L-1·s-1,基本接近擴(kuò)散制極限(1010mol-1·L-1·s-1);③和有機(jī)物反應(yīng)過程中不斷與中間產(chǎn)物反應(yīng)機(jī)物被完全礦化。有學(xué)者指出·OH 并不是此體系中唯一存在的有效氧化劑,某些高價(jià)態(tài)的同時(shí)存在于 Fenton 體系中[19]。(如圖 1.3)過氧化物中 O-O 鍵的均裂定產(chǎn)物是羥自由基或高價(jià)態(tài)鐵絡(luò)合物[31]。Yamazaki 和 Piette 使用 EPR 了自由基和高價(jià)態(tài)鐵物種同時(shí)存在于芬頓體系中[20]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]響應(yīng)面分析法優(yōu)化給水污泥吸附除磷工藝[J]. 馬宏林,賀濤,洪雷,魏東洋,李杰,孫三祥,許振成. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[2]新型水處理材料海綿鐵在廢水處理中的應(yīng)用研究[J]. 馬寧,王亞娥,李杰,張艷梅. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2014(08)
[3]分光光度法測(cè)定羥基自由基捕獲劑的研究進(jìn)展[J]. 任瑞妮,付柯,馮鞏,何舜,王宏. 安徽化工. 2014(03)
[4]鑄鐵還原氯乙酸的影響因素與機(jī)制研究[J]. 唐順,楊宏偉,王小(亻毛),解躍峰. 環(huán)境科學(xué). 2014(03)
[5]改性海綿鐵除氧影響因素與機(jī)理研究[J]. 徐波,賈銘椿. 材料工程. 2013(10)
[6]均相Fenton法處理干法腈綸廢水工藝優(yōu)化與分析[J]. 魏健,趙樂,宋永會(huì),徐東耀,肖書虎. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(08)
[7]Fe0/O2體系產(chǎn)生H2O2和·OH等活性氧化劑的研究進(jìn)展[J]. 李騁,樊金紅,馬魯銘. 環(huán)境污染與防治. 2012(10)
[8]零價(jià)鐵降解4-氯硝基苯動(dòng)力學(xué)研究[J]. 廖娣劼,楊琦,李俊錡. 環(huán)境科學(xué). 2012(02)
[9]Fe0/H2O2類Fenton體系降解水中對(duì)氯硝基苯[J]. 沈吉敏,朱佳裔,陳忠林,劉宇,任南琪. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(12)
[10]中國(guó)城市面源污染現(xiàn)狀及其影響因素[J]. 丁程程,劉健. 中國(guó)人口.資源與環(huán)境. 2011(S1)
博士論文
[1]芬頓法和類芬頓法對(duì)水中污染物的去除研究[D]. 李春娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)微污染水體的研究[D]. 韓偉欣.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2014
[2]基于零價(jià)鐵的芬頓體系的構(gòu)建及其在環(huán)境污染物處理中的應(yīng)用[D]. 任洪菊.沈陽理工大學(xué) 2014
[3]Al0/O2體系去除酚類化合物及腐殖酸影響機(jī)制[D]. 蔡建軍.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[4]Fenton法氧化多種有機(jī)物的研究[D]. 張亞南.上海交通大學(xué) 2013
本文編號(hào):3596106
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