持久性有機(jī)物(POPs)具有致癌、致畸、致突變的“三致”特性，對人類健康和環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重危害。2001年通過的《斯德哥爾摩公約》要求對POPs廢物進(jìn)行環(huán)境無害化管理和處置，我國作為締約方之一目前尚存有數(shù)量可觀的多種POPs廢物，如：滴滴涕、六六六、氯丹、滅蟻靈等禁用農(nóng)藥。傳統(tǒng)的高溫焚燒技術(shù)易生成毒性更大的二噁英類，因此近年來非焚燒處置技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用在國際上成為熱點(diǎn)。本論文針對機(jī)械化學(xué)法常用的氧化鈣(CaO)脫鹵劑存在反應(yīng)慢、脫氯率不高等問題，旨在開發(fā)基于更為高效穩(wěn)定的脫鹵試劑的新工藝，優(yōu)化反應(yīng)關(guān)鍵工況參數(shù)，考察對典型POPs的降解動力學(xué)和反應(yīng)機(jī)理，并探索對處置后的無害化產(chǎn)物加以綜合利用。 通過在同等條件下的對比試驗發(fā)現(xiàn)，以鐵粉和石英砂為脫鹵劑的Fe-SiO₂機(jī)械化學(xué)工藝對四種目標(biāo)污染物(六氯苯、滅蟻靈、得克隆和五氯硝基苯)處置效率最高、速率最快(比傳統(tǒng)氧化鈣工藝節(jié)省25%以上的時間)。以滅蟻靈為例，對Fe-SiO₂機(jī)械化學(xué)工藝進(jìn)行工況參數(shù)影響分析，發(fā)現(xiàn)速率常數(shù)對球料比、轉(zhuǎn)速的二階導(dǎo)數(shù)以及速率常數(shù)對轉(zhuǎn)速、球料比的二階導(dǎo)數(shù)都為常數(shù)0.00038，這...

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略語對照表
第1章 緒論
    1.1 概述
        1.1.1 斯德哥爾摩公約
        1.1.2 POPs 的源
        1.1.3 我國 POPs 庫存廢物現(xiàn)狀
    1.2 傳統(tǒng)的處理技術(shù)
        1.2.1 垃圾填埋場覆蓋系統(tǒng)和深井灌注
        1.2.2 高溫焚燒
        1.2.3 水泥窯
    1.3 非焚燒修復(fù)技術(shù)
        1.3.1 超臨界氧化
        1.3.2 電化學(xué)氧化
        1.3.3 溶劑化電子技術(shù)
        1.3.4 氣相化學(xué)還原反應(yīng)
        1.3.5 脫鹵工藝
        1.3.6 熔融金屬熱解法
        1.3.7 熔鹽氧化法
        1.3.8 等離子電弧
        1.3.9 催化氫化
        1.3.10 機(jī)械化學(xué)處理法
    1.4 機(jī)械化學(xué)法處理 POPs 的進(jìn)展
        1.4.1 降解的目標(biāo)物質(zhì)
        1.4.2 堿金屬與堿金屬化合物
        1.4.3 反應(yīng)原理
        1.4.4 降解產(chǎn)物
        1.4.5 與其它技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新
        1.4.6 動力學(xué)與機(jī)理研究
    1.5 本論文研究目的、研究內(nèi)容和研究思路
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 研究路線
第2章 機(jī)械化學(xué)脫氯試劑的篩選
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗設(shè)備及操作
        2.1.2 樣品分析及表征
    2.2 脫氯劑對 HCB 降解的影響
        2.2.1 不同的脫氯試劑對 HCB 的降解效果
        2.2.2 不同的脫氯試劑對 HCB 的脫氯效果
    2.3 脫氯劑對 Mirex 降解的影響
        2.3.1 不同的脫氯試劑對 Mirex 的降解效果
        2.3.2 不同的脫氯試劑對 Mirex 的脫氯效果
    2.4 脫氯劑對 DP 降解的影響
        2.4.1 不同的脫氯試劑對 DP 的降解效果
        2.4.2 不同的脫氯試劑對 DP 的脫氯效果
    2.5 脫氯劑對 PCNB 降解的影響
        2.5.1 不同的脫氯試劑對 PCNB 的降解效果
        2.5.2 不同的脫氯試劑對 PCNB 的脫氯效果
    2.6 本章小結(jié)
第3章 影響 Fe-SiO₂機(jī)械化學(xué)工藝運(yùn)行的參數(shù)
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗設(shè)備及操作
        3.1.2 樣品分析及表征
    3.2 影響 Fe-SiO₂機(jī)械化學(xué)處置工藝的參數(shù)
        3.2.1 球磨時間對降解效果的影響
        3.2.2 轉(zhuǎn)速對降解效率的影響
        3.2.3 球料比對降解效率的影響
    3.3 工藝參數(shù)對反應(yīng)速率常數(shù)的模型
        3.3.1 不同轉(zhuǎn)速和球料比對反應(yīng)速率常數(shù)的影響
        3.3.2 反應(yīng)速率常數(shù)與轉(zhuǎn)速、球料比的響應(yīng)面模型
        3.3.3 響應(yīng)面模型的預(yù)測與驗證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Fe-SiO₂機(jī)械化學(xué)處置工藝的機(jī)理研究
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗設(shè)備及操作
        4.1.2 樣品分析及表征
    4.2 還原 Fe 粉對 PCNB 的降解機(jī)理
        4.2.1 PCNB 的降解及其脫氯效果
        4.2.2 降解的中間產(chǎn)物
        4.2.3 氫供體來源驗證
        4.2.4 硝基的歸趨
        4.2.5 固體表面表征
        4.2.6 降解反應(yīng)路徑解析
    4.3 石英砂對 PCNB 的降解機(jī)理
        4.3.1 PCNB 的降解及其脫氯效果
        4.3.2 降解的中間產(chǎn)物
        4.3.3 固體表面表征
        4.3.4 自由基變化
        4.3.5 降解反應(yīng)路徑解析
    4.4 Fe 和 SiO2耦合作用的分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 機(jī)械化學(xué)法降解后的無害化產(chǎn)物再利用
    5.1 實驗部分
        5.1.1 實驗設(shè)備及操作
        5.1.2 樣品分析與表征
    5.2 還原脫氯的原理：機(jī)械化學(xué)法制備雙金屬
        5.2.1 Fe-Ni 雙金屬的制備與表征
        5.2.2 制備工藝對脫氯的影響
    5.3 機(jī)械化學(xué)處理 PCNB 后無害化產(chǎn)物對 4-CP 脫氯
        5.3.1 脫氯試劑對固體 PCNB 降解的影響
        5.3.2 無害化產(chǎn)物的固體表面表征
        5.3.3 無害化產(chǎn)物對水相 4-CP 的脫氯反應(yīng)
        5.3.4 無害化產(chǎn)物水相脫氯反應(yīng)的機(jī)理
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號：3746020