过硫酸盐氧化降解焦化废水生化出水中有机物的特性研究

发布时间：2020-08-14 12:36

【摘要】：生物难降解废水的处理一直是环保领域的一个重要研究课题。本研究以焦化废水二级生化出水为目标,以过硫酸盐为中心建立氧化体系,选择最优体系对深度处理前后废水中有机物分子量分布特性及亲疏水性有机物含量的变化进行了研究,同时也探讨了体系的氧化机理,此外选择焦化废水中典型难降解有机物——喹啉为主要研究对象,在多种催化氧化体系下选择最优体系,分析了氧化体系主要自由基类型并探讨了喹啉降解的途径,通过试验研究发现:(1)焦化废水二级生化出水中含有较多的难降解芳香性有机物,且以分子量(MW)1 kDa的小分子量有机物为主,其次是MW10kDa的大分子量有机物;生化出水中疏水酸性和疏水中性组分是生化出水中的主体有机物。(2)C/UV/PS体系相对C/PS、UV/PS体系氧化效果更好,在原水pH值,铁矿石和PS的投加量分别为3 g·L~(-1)、2 g·L~(-1),紫外光照射功率为300 W条件下,氧化90min时COD、UV_(254)、DOC和色度的去除率分别为74.9%、93.5%、84.1%和80.1%,氧化反应中矿石催化剂与紫外光协同氧化难降解物质,反应体系中的主要活性自由基为·SO_4~-和·OH,其中·OH为占主导地位的自由基,两者共同氧化降解生化出水。(3)C/UV/PS氧化体系对MW10 kDa的大分子量有机物的去除效果显著,深度处理后焦化废水生化出水中MW1 kDa的有机物分子占比增加;体系对生化出水中疏水性和弱疏水性有机物去除效果较好,疏水性物质除部分被完全矿化外,其余在处理过程中转变为亲水物质,疏水物质的占比从75%降至58%,亲水物质的占比从22.4%增至28.6%。(4)综合反应效果和成本两大因素,在C、PS、UV、UV/PS、C/UV/PS五个体系中选择UV/PS体系对喹啉进行降解实验,确定最佳的反应条件为PS投加量10.5mmol·L~(-1),pH为7,紫外光照射功率为300 W,反应时间30min,UV/PS工艺在该条件下运行,至少存在·SO_4~-和·OH两种类型的活性自由基共同降解喹啉,中性条件下,·OH和·SO_4~-主要使苯环开环产生系列以吡啶环为主的副产物。
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X784
【图文】：

内蒙古科技大学硕士学位论文O4-一般通过活化一硫酸盐（HSO5-，PMS）和过二硫酸盐（S2O82-，PS） PS 的结构式如图 1.4 所示，两者都有 O—O 键，该键的断裂是产生·SS 在水中易电离，活化后的溶液具有较强酸性，自由基的产量也较低受收到很大限制。而 PS 易于储存、水溶液呈中性且环境友好，在土壤修复中有独特优势。为提供更过能量破坏过氧基的键能，通常采用加热的方式，见公式 1.1 和 1.2。

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