包埋型含铁化合物活化过硫酸盐降解印染废水的研究

发布时间：2020-10-13 18:26

　　 印染废水因其水质复杂多变,难以生物降解等特点而成为水污染治理的难题。工业常采用生物与物理组合工艺来处理印染废水,效果不是很可观,且投资巨大。近年来,过硫酸盐(PS)作为一种新兴的高级氧化技术得到广泛的关注。相比芬顿试剂,PS具有更高的氧化活性和更长的半衰期。PS常温下性质稳定,常用过度金属铁作为活化剂,但传统的铁系活化剂易被氧化且不可回收再利用,导致资源浪费。首先,本文通过壳聚糖(CS)包被纳米零价铁(NZVI)/Fe_3O_4制备活化剂CS@NZVI和CS@Fe_3O_4。对活化剂进行SEM、XRD、FT-IR、XPS表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,通过活化剂投加量、温度、初始pH和PS浓度来研究CS@NZVI-PS、CS@Fe_3O_4-PS两种活化体系降解RhB的效能和机理。(1)在CS@NZVI-PS活化体系中。最佳降解条件为:RhB初始浓度为10mg/L,PS为3g/L,CS@NZVI为0.7g/L,初始pH=2.5,温度为55℃,1h降解率为91%,反应速率常数为0.049min~(-1)。正交实验表明,各因素的主次关系为:温度PS时间CS@NZVIpH。活化降解行为均符合一阶动力学模型,随着pH的降低,温度的升高,反应速率常数也会增加。CS@NZVI使反应活化能从20.45KJ/mol下降到10.92KJ/mol,CS@NZVI可重复使用四次,速率均在0.036min~(-1)以上。自由基捕获实验表明CS@NZVI-PS体系主要是SO_4~(-·)和?OH共同攻击RhB分子,其中SO_4~(-·)占主导地位。(2)CS@Fe_3O_4-PS活化体系中,最佳降解条件:RhB初始浓度为10mg/L,PS为3g/L,CS@Fe_3O_4为2g/L,初始pH=3.5,温度为55℃,30min降解率为100%,反应速率常数为0.0862min~(-1)。正交实验表明,各因素的主次关系为:温度时间PSpHCS@Fe_3O_4。活化降解行为均符合一阶动力学模型,CS@Fe_3O_4使反应活化能从21.41KJ/mol下降到12.59KJ/mol。该活化剂可重复使用五次,速率均在0.0453min~(-1)以上。活化体系中SO_4~(-·)起主要作用,?OH辅助氧化降解RhB。然后,研究印染废水中常见成分对两种活化体系降解RhB的影响,并与PS体系作对比。其中,NaH_2PO_4和Na_2SO_4会使两种活化剂表面失活,阻碍反应进行,使RhB降解率下降。且随着浓度增大,抑制作用更加明显;K_2Cr_2O_7会加快两种活化体系的降解速率,PS体系对RhB的降解速率也会加快,推测Cr~(6+)-PS体系产生可以攻击RhB分子的R~(-·);Na_2CO_3和EDTA二钠会沉淀和螯合两种活化体系中Fe~(2+),导致降解前期降解速率低于PS体系。研究表明,随着反应的进行,无机盐和助染剂对两种活化体系降解RhB影响不大,相较于PS体系,均表现较快的降解速率。最后,研究在连续流系统中,CS@Fe_3O_4-CS@NZVI-PS组合体系对印染废水的降解。结果表明,处理模拟印染废水4h后出水稳定,降解率100%,Fe~(2+)为10.2mg/L;而CS@NZVI-PS和CS@Fe_3O_4-PS体系降解完全时出水Fe~(2+)分别为9.2mg/L、11.9mg/L。推测组合体系发生Fe~0与Fe~(3+)之间的循环反应,从而有效利用体系中的Fe~(3+)。组合体系处理实际印染废水8h后出水基本稳定,降解率为98%,COD去除率达到64%,实际应用效果可观。
【学位单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X791
【部分图文】：

图 1- 1 RhB 分子结构示意图Figure 1-1 Schematic diagram of RhB molecular struct的常用处理技术法的处理中，吸附法是很常见的一种物理处理方法，多孔、比表面积大、具有功能性官能团和化学键从浓度。同时一些溶解性有机物也会被吸附，吸附法。常用的吸附材料有活性炭、高岭土、壳聚糖、天来改性磁性壳聚糖纳米粒子从而用于酸性染料的吸中甲基橙的吸附作用，60min 达到吸附平衡时去除合硫酸铝对蒙脱石进行改性，结果表明改性后的材

文 技术术主要指的是Fenton试剂和类Fenton试剂，但露了传统高级氧化技术的一些缺陷。诸如短； OH 容易与废水中的氯离子、碳酸根等。而活化过硫酸盐产生硫酸根自由基的新型代传统的高级氧化法[26-28]。SO4 作为高级般是通过活化单过氧硫酸氢盐（PMS）或者S，PMS 由于本身属于不对称过氧化物，很输。过硫酸根（S2O82）机构如图 1-2 所示

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本文编号：2839538