發(fā)布時間：2017-09-04 20:01

  本文關(guān)鍵詞：超聲-Fenton聯(lián)合降解印染污泥中多環(huán)芳烴的研究

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【摘要】：印染污泥是印染廢水處理過程產(chǎn)生的主要固體廢棄物。根據(jù)2014年中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒,全國印染污泥產(chǎn)生量(含水率以80%計)約為490.9萬噸,填埋和焚燒是其主要外運處置方式。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是印染污泥中的主要特征污染物,污泥中PAHs的含量高達16.7mg/kg。由于PAHs屬于有毒、致突變、致癌和致畸的難降解有機物,因此,對印染污泥中PAHs無害化處理已經(jīng)成為當務之急。本研究,采用超聲聯(lián)合Fenton法(US-Fenton)處理印染污泥中的PAHs。研究內(nèi)容如下：(1)評估US-Fenton法降解印染污泥中PAHs的動力學常數(shù)和協(xié)同作用；(2)探究不同的反應條件對US-Fenton法降解印染污泥PAHs的影響,如US的聲能密度、反應時間、pH、H2O2投加量、H202與Fe2+的摩爾比例；(3)采用中心合成設(shè)計的響應曲面法優(yōu)化US-Fenton法降解印染污泥中PAHs的反應參數(shù),并探析各因素之間的相互影響。主要研究結(jié)果如下：與單獨US和單獨Fenton法相比較,US-Fenton法能夠更有效地降解印染污泥中的PAHs和有機碳,主要表現(xiàn)在：處理40min后,單獨US、單獨Fenton和US-Fenton法三種方法對印染污泥中PAHs去除率分別為22.7%、55.4%、65.9%,并且TOC礦化率分別為5.6%、11.4%、19.5%。US-Fenton聯(lián)合法對印染污泥PAHs的降解具有顯著的協(xié)同作用,US-Fenton聯(lián)合法降解印染污泥中∑PAHs和TOC的協(xié)同因子分別為25.8和35.0。此外,在US-Fenton法處理30～40min過程中,相比于PAHs去除率穩(wěn)定不變,TOC礦化率仍在提高,表明印染污泥中有機質(zhì)的存在影響PAHs的降解效果,有機質(zhì)與PAHs具有競爭關(guān)系。單因素實驗表明US-Fenton聯(lián)合降解印染污泥中PAHs的最佳實驗條件為：聲能密度為360 W/L,pH為3.0,H2O2投加量為140 mmol/L,H2O2:Fe2+的摩爾比例為1：1。低聲能密度有利于US-Fenton聯(lián)合法對PAHs的降解,當聲能密度超過1080 W/L,產(chǎn)生的大氣泡會抑制體系中·OH自由基的產(chǎn)生,從而降低了US-Fenton聯(lián)合法對PAHs的降解效果。然而,在較少·OH自由基的存在下,高聲能密度產(chǎn)生的高能量有利于高環(huán)PAHs的降解并進一步分解為低環(huán)PAHs,使得高環(huán)PAHs的去除率高于低環(huán)PAHs。經(jīng)CCD響應曲面法優(yōu)化后的降解條件為：H2O2投加量為152mmol/L,聲能密度為408 W/L,初始pH值3.7,H2O2:Fe2+的摩爾比為1.3：1,反應時間為43 min。通過實驗可得優(yōu)化后∑PAHs的去除率為83.9%,實驗值與預測值(85.0%)接近。
【關(guān)鍵詞】：多環(huán)芳烴 印染污泥 超聲 Fenton 持久性有機污染物
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X791
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 印染污泥現(xiàn)狀12-14
• 1.1.1 印染污泥的產(chǎn)生及危害12
• 1.1.2 印染污泥的處理處置12-14
• 1.2 污泥中PAHs污染現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 PAHs14-15
• 1.2.2 國內(nèi)外污泥中PAHs的含量15-18
• 1.3 污泥中PAHs的處理方法18-21
• 1.3.1 生物法18-19
• 1.3.2 物理化學法19-20
• 1.3.3 US與Fenton氧化法技術(shù)聯(lián)合20-21
• 1.4 研究目的和意義21
• 1.5 研究內(nèi)容21-23
• 第二章 實驗材料與方法23-30
• 2.1 實驗試劑23-24
• 2.2 實驗儀器24-25
• 2.3 樣品采集及預處理25-26
• 2.4 實驗方法26-29
• 2.4.1 實驗過程26-27
• 2.4.2 分析方法27-29
• 2.5 質(zhì)量保證和質(zhì)量控制29-30
• 第三章 US-Fenton聯(lián)合對印染污泥中PAHs降解的影響30-36
• 3.1 不同方法對印染污泥PAHs的降解研究30-31
• 3.2 不同方法對印染污泥TOC的去除研究31-33
• 3.3 US-Fenton降解印染污泥PAHs的動力學及協(xié)同效應研究33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 US-Fenton聯(lián)合降解印染污泥PAHs的條件優(yōu)化研究36-51
• 4.1 單因素實驗分析36-42
• 4.1.1 聲能密度對PAHs降解的影響36-39
• 4.1.2 初始pH對PAHs降解的影響39-40
• 4.1.3 H_2O_2投加量對PAHs降解的影響40-41
• 4.1.4 H_2O_2與Fe~(2+)的摩爾比例對PAHs降解的影響41-42
• 4.2 響應曲面法優(yōu)化分析42-50
• 4.2.1 PAHs去除率的結(jié)果分析42-49
• 4.2.2 最佳反應條件確定49-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)論與展望51-53
• 參考文獻53-60
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文60-62
• 致謝62

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