弱电压条件下几种有机污染物的去除效果及机理研究

发布时间：2017-10-20 21:28

  本文关键词：弱电压条件下几种有机污染物的去除效果及机理研究

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【摘要】：随着世界人口的不断增加,人们对药物的需求量大增。药物被病人服用后,大部分以原形或活性代谢产物的形式排出体外,并通过多种途径进入水体,从而对生态环境安全造成潜在危险。对受药物残留污染的水体进行修复成为研究的热点。本文以常见的甾体雌激素17β-雌二醇(17β-E2)、抗生素诺氟沙星(NOR)和抗癌药物5-氟尿嘧啶(5-FU)为对象,研究了弱电压条件下水中三种药物的电化学降解去除规律,获得如下主要研究结论。在0.5V电压条件下,17β-E2可被有效去除；17β-E2的初始浓度、碳棒的吸附、腐殖酸浓度等均会影响17β-E2的去除效果；弱电压去除17β-E2的过程是转化17β-E2为雌激素聚合物的过程。在使用较低弱电压使17β-E2转化为雌激素聚合物后,采用3V较高的弱电压可以有效的去处雌激素聚合物,有效的实现碳棒的重复利用。弱电压可以有效的去除水体中的诺氟沙星,且对诺氟沙星的去除过程符合伪一级动力学模型。提高电压值、降低药物初始浓度、中性和偏碱性pH均可提高诺氟沙星的去除率；添加腐植酸降低了诺氟沙星的去除率；1.3V电压去除诺氟沙星的效率显著高于0.5V电压；反应过程中TOC的去除率较低。同时反应过程中生成了F-和NO3-,它们的浓度随着反应的进行而逐渐增加,最后维持稳定。此外,弱电压条件下可以有效的去除自然水体中的诺氟沙星。弱电压去除5-氟尿嘧啶的过程符合伪一级动力学模型。提高电压值、增加5-氟尿嘧啶初始浓度、碱性条件都可以提高5-氟尿嘧啶的去除率；随着腐殖酸量的增加,5-氟尿嘧啶的去除率呈现先升高随后再降低的趋势。反应过程中TOC的去除率可达到40%左右。同时反应过程中生成了F-和NO3-,它们的浓度随着反应的进行而逐渐增加,最后维持稳定。此外,弱电压条件下对自然水体中5-氟尿嘧啶的去除率好于纯水体系。
【关键词】：高级氧化 药物 弱电压 电化学处理
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-27
• 1.1 水体中药品和个人护理用品的污染现状16-18
• 1.1.1 水体中甾体雌激素的污染现状17
• 1.1.2 水体中诺氟沙星的污染现状17-18
• 1.1.3 水体中5-氟尿嘧啶的污染现状18
• 1.2 水体中甾体雌激素、诺氟沙星、氟尿嘧啶的处理技术研究现状18-21
• 1.2.1 水体中甾体雌激素的处理技术研究现状18-20
• 1.2.2 水体中诺氟沙星的处理技术研究现状20
• 1.2.3 水体中5-氟尿嘧啶的处理技术研究现状20-21
• 1.3 水处理中的电化学处理技术21-25
• 1.3.1 阳极氧化技术22
• 1.3.2 阴极还原技术22-24
• 1.3.3 电芬顿处理技术24
• 1.3.4 超声电化学处理技术24-25
• 1.4 研究目的与内容25-27
• 1.4.1 研究的目的25
• 1.4.2 研究内容25-27
• 第二章 弱电压条件下水体中甾体雌激素的去除效果及机理27-36
• 2.1 引言27
• 2.2 实验材料与方法27-29
• 2.2.1 化学试剂27
• 2.2.2 主要仪器和设备27-28
• 2.2.3 实验装置与实验方法28-29
• 2.2.4 分析测试方法29
• 2.3 结果与讨论29-35
• 2.3.1 弱电压去除水中17β-雌二醇影响因素分析29-31
• 2.3.2 场发射扫描电镜对碳棒表面的相关分析31-33
• 2.3.3 碳棒的重复利用及修复33-34
• 2.3.4 电流效率分析34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第三章 弱电压条件下水体中诺氟沙星的去除效果及机理36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 实验材料与方法36-38
• 3.2.1 化学试剂36-37
• 3.2.2 主要仪器和设备37
• 3.2.3 实验装置与实验方法37
• 3.2.4 分析测试方法37-38
• 3.3 结果与讨论38-46
• 3.3.1 弱电压去除水中诺氟沙星影响因素分析38-41
• 3.3.2 弱电压去除诺氟沙星的动力学分析41-42
• 3.3.3 弱电压去除诺氟沙星过程机理分析42-45
• 3.3.4 弱电压条件下去除自然水体中诺氟沙星的情况45-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 弱电压条件下水体中5-氟尿嘧啶的去除效果及机理48-58
• 4.1 引言48
• 4.2 实验材料与方法48-50
• 4.2.1 化学试剂48
• 4.2.2 主要仪器和设备48
• 4.2.3 实验装置与实验方法48-49
• 4.2.4 分析测试方法49-50
• 4.3 结果与讨论50-56
• 4.3.1 弱电压去除水中5-氟尿嘧啶影响因素分析50-53
• 4.3.2 弱电压去除5-氟尿嘧啶的动力学分析53-54
• 4.3.3 弱电压去除5-氟尿嘧啶过程机理分析54-55
• 4.3.4 弱电压条件下去除自然水体中诺氟沙星的情况55-56
• 4.3.5 电流效率分析56
• 4.4 本章小结56-58
• 第五章 结论与展望58-60
• 5.1 结论58-59
• 5.2 存在的问题与展望59-60
• 参考文献60-68
• 攻读硕士学位期间主要的工作成绩68

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本文编号：1069479