海绵铁/O 2 体系类Fenton效应及其对难降解有机物（以苯胺为例）降解效果研究
发布时间：2022-01-19 03:13
零价铁（ZVI）作为渗透反应墙成功应用于地下水的原位修复,使得零价铁在水处理领域的应用越来越被重视。零价铁具有较强的还原性,其对氯代烃、硝基芳香烃、重金属和各种含氧阴离子（如砷酸盐、硝酸盐、铬酸盐、溴酸盐等）都有较好的去除效果。随着工业、农业的快速发展,工农业生产过程中排放的污染物对水环境带来的影响越来越明显。地表水和地下水体中有毒有害有机物污染状况也越来越复杂,单纯的零价铁体系由于其本身的限制因素,已不足以修复被污染的地表水和地下水,因此,需对零价铁体系进行改进和加强。近年来各国对零价铁体系的研究不断深入,有研究发现,氧气存在能增强零价铁对污染物的去除效果。即在酸性条件下,向Fe0反应体系中曝气,O2被Fe0还原的过程中生成H2O2和Fe2+,而H2O2和Fe2+在一定条件发生Fenton反应,产生·OH等强氧化物质来降解有机物,这一过程基于Fenton理论,又可被认为是类Fenton反应...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
014年我国主要流域河流水质状况
图 1.2 2014 年重点湖泊（水库）综合营养状态指数除地表水外，我国大约有 50%的地区的浅层地下水受到一定程度的污染。2014 年，全国 202 个地级及以上城市进行地下水水质监测工作，结果显示，水质为优良级、良好级、较好级、较差级、极差级的监测点比例分别为 10.8%、25.9%、1.8%、45.4%、16.1%，其中较差级水质达到 45.4%，说明地下水的污染程度不容乐观。主要超标指标为总硬度、SS、铁、锰、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和氨氮等，个别监测点有砷、铅、六价铬等重（类）金属超标现象。近年来，除常规水质指标外，地表水与地下水受到持久性有机物污染的现状也越来越受到人们的重视。黄永东等对珠江三角洲地区有机污染进行研究，结果表明，广州市地表水曾检测出近 300 多种有机污染物，其中 36 种属于美国环保局优先控制的污染物。城市自来水中也曾检出 100 多种微量有机污染物，其中24 种属于美国环保局优先控制污染物[1]。南京水源水中发现 129 种优先污染物，地下水中发现有机污染物 180 多种[2-3]，多为挥发性、半挥发性有机物。根据国内外对地下水污染物种类的研究可知，地下水中的有机污染物主要有
水并取得成功。此后，Fenton 技术在国内外废水处理的研究和应用中受注[17]。前世界公认的 Fenton 反应的机理是羟基自由基理论。1934 年 Haber 研究得出该理论，即酸性条件下，Fe2+催化分解 H2O2产生的强氧化剂羟·OH 攻有机物分子，进而使其氧化为 CO2、H2O 等无机物质[18]。OH 最主要的特点有以下几个方面[13]：①具有极强的氧化性，氧化还原2.80V，仅次于 F2（2.87V）；②参与的化学反应为游离基反应，反应速与大多数有机物的反应速率常数在 106~108mol-1·L-1·s-1，基本接近扩散制极限（1010mol-1·L-1·s-1）；③和有机物反应过程中不断与中间产物反应机物被完全矿化。有学者指出·OH 并不是此体系中唯一存在的有效氧化剂，某些高价态的同时存在于 Fenton 体系中[19]。（如图 1.3）过氧化物中 O-O 键的均裂定产物是羟自由基或高价态铁络合物[31]。Yamazaki 和 Piette 使用 EPR 了自由基和高价态铁物种同时存在于芬顿体系中[20]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]响应面分析法优化给水污泥吸附除磷工艺[J]. 马宏林,贺涛,洪雷,魏东洋,李杰,孙三祥,许振成. 环境工程学报. 2015(02)
[2]新型水处理材料海绵铁在废水处理中的应用研究[J]. 马宁,王亚娥,李杰,张艳梅. 环境科学与管理. 2014(08)
[3]分光光度法测定羟基自由基捕获剂的研究进展[J]. 任瑞妮,付柯,冯巩,何舜,王宏. 安徽化工. 2014(03)
[4]铸铁还原氯乙酸的影响因素与机制研究[J]. 唐顺,杨宏伟,王小(亻毛),解跃峰. 环境科学. 2014(03)
[5]改性海绵铁除氧影响因素与机理研究[J]. 徐波,贾铭椿. 材料工程. 2013(10)
[6]均相Fenton法处理干法腈纶废水工艺优化与分析[J]. 魏健,赵乐,宋永会,徐东耀,肖书虎. 环境科学学报. 2013(08)
[7]Fe0/O2体系产生H2O2和·OH等活性氧化剂的研究进展[J]. 李骋,樊金红,马鲁铭. 环境污染与防治. 2012(10)
[8]零价铁降解4-氯硝基苯动力学研究[J]. 廖娣劼,杨琦,李俊錡. 环境科学. 2012(02)
[9]Fe0/H2O2类Fenton体系降解水中对氯硝基苯[J]. 沈吉敏,朱佳裔,陈忠林,刘宇,任南琪. 哈尔滨工业大学学报. 2011(12)
[10]中国城市面源污染现状及其影响因素[J]. 丁程程,刘健. 中国人口.资源与环境. 2011(S1)
博士论文
[1]芬顿法和类芬顿法对水中污染物的去除研究[D]. 李春娟.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]生物渗透反应墙修复微污染水体的研究[D]. 韩伟欣.中国地质大学（北京） 2014
[2]基于零价铁的芬顿体系的构建及其在环境污染物处理中的应用[D]. 任洪菊.沈阳理工大学 2014
[3]Al0/O2体系去除酚类化合物及腐殖酸影响机制[D]. 蔡建军.浙江工业大学 2013
[4]Fenton法氧化多种有机物的研究[D]. 张亚南.上海交通大学 2013
本文编号：3596106
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
014年我国主要流域河流水质状况
图 1.2 2014 年重点湖泊（水库）综合营养状态指数除地表水外，我国大约有 50%的地区的浅层地下水受到一定程度的污染。2014 年，全国 202 个地级及以上城市进行地下水水质监测工作，结果显示，水质为优良级、良好级、较好级、较差级、极差级的监测点比例分别为 10.8%、25.9%、1.8%、45.4%、16.1%，其中较差级水质达到 45.4%，说明地下水的污染程度不容乐观。主要超标指标为总硬度、SS、铁、锰、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和氨氮等，个别监测点有砷、铅、六价铬等重（类）金属超标现象。近年来，除常规水质指标外，地表水与地下水受到持久性有机物污染的现状也越来越受到人们的重视。黄永东等对珠江三角洲地区有机污染进行研究，结果表明，广州市地表水曾检测出近 300 多种有机污染物，其中 36 种属于美国环保局优先控制的污染物。城市自来水中也曾检出 100 多种微量有机污染物，其中24 种属于美国环保局优先控制污染物[1]。南京水源水中发现 129 种优先污染物，地下水中发现有机污染物 180 多种[2-3]，多为挥发性、半挥发性有机物。根据国内外对地下水污染物种类的研究可知，地下水中的有机污染物主要有
水并取得成功。此后，Fenton 技术在国内外废水处理的研究和应用中受注[17]。前世界公认的 Fenton 反应的机理是羟基自由基理论。1934 年 Haber 研究得出该理论，即酸性条件下，Fe2+催化分解 H2O2产生的强氧化剂羟·OH 攻有机物分子，进而使其氧化为 CO2、H2O 等无机物质[18]。OH 最主要的特点有以下几个方面[13]：①具有极强的氧化性，氧化还原2.80V，仅次于 F2（2.87V）；②参与的化学反应为游离基反应，反应速与大多数有机物的反应速率常数在 106~108mol-1·L-1·s-1，基本接近扩散制极限（1010mol-1·L-1·s-1）；③和有机物反应过程中不断与中间产物反应机物被完全矿化。有学者指出·OH 并不是此体系中唯一存在的有效氧化剂，某些高价态的同时存在于 Fenton 体系中[19]。（如图 1.3）过氧化物中 O-O 键的均裂定产物是羟自由基或高价态铁络合物[31]。Yamazaki 和 Piette 使用 EPR 了自由基和高价态铁物种同时存在于芬顿体系中[20]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]响应面分析法优化给水污泥吸附除磷工艺[J]. 马宏林,贺涛,洪雷,魏东洋,李杰,孙三祥,许振成. 环境工程学报. 2015(02)
[2]新型水处理材料海绵铁在废水处理中的应用研究[J]. 马宁,王亚娥,李杰,张艳梅. 环境科学与管理. 2014(08)
[3]分光光度法测定羟基自由基捕获剂的研究进展[J]. 任瑞妮,付柯,冯巩,何舜,王宏. 安徽化工. 2014(03)
[4]铸铁还原氯乙酸的影响因素与机制研究[J]. 唐顺,杨宏伟,王小(亻毛),解跃峰. 环境科学. 2014(03)
[5]改性海绵铁除氧影响因素与机理研究[J]. 徐波,贾铭椿. 材料工程. 2013(10)
[6]均相Fenton法处理干法腈纶废水工艺优化与分析[J]. 魏健,赵乐,宋永会,徐东耀,肖书虎. 环境科学学报. 2013(08)
[7]Fe0/O2体系产生H2O2和·OH等活性氧化剂的研究进展[J]. 李骋,樊金红,马鲁铭. 环境污染与防治. 2012(10)
[8]零价铁降解4-氯硝基苯动力学研究[J]. 廖娣劼,杨琦,李俊錡. 环境科学. 2012(02)
[9]Fe0/H2O2类Fenton体系降解水中对氯硝基苯[J]. 沈吉敏,朱佳裔,陈忠林,刘宇,任南琪. 哈尔滨工业大学学报. 2011(12)
[10]中国城市面源污染现状及其影响因素[J]. 丁程程,刘健. 中国人口.资源与环境. 2011(S1)
博士论文
[1]芬顿法和类芬顿法对水中污染物的去除研究[D]. 李春娟.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]生物渗透反应墙修复微污染水体的研究[D]. 韩伟欣.中国地质大学（北京） 2014
[2]基于零价铁的芬顿体系的构建及其在环境污染物处理中的应用[D]. 任洪菊.沈阳理工大学 2014
[3]Al0/O2体系去除酚类化合物及腐殖酸影响机制[D]. 蔡建军.浙江工业大学 2013
[4]Fenton法氧化多种有机物的研究[D]. 张亚南.上海交通大学 2013
本文编号：3596106
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