基于钢渣资源化利用的类Fenton反应去除有机污染物的机理研究
发布时间：2022-08-09 12:28
随着现代工业化的迅猛发展,环境污染现象日趋突出。其中农药和抗生素等有机污染物对生态环境及人类健康造成巨大威胁。因此,寻求高效、简便以及低成本的去除有机污染物的方法是一项迫在眉睫的任务。我国是世界钢铁生产第一大国,在钢铁生产的同时也产生大量的钢渣。钢渣中含有大量的Fe2O3和FeO,因此可以用作类Fenton反应的催化剂。然而,钢渣中也含有大量的碱性成分（CaO和MgO等）,在溶液中会发生水解,造成溶液的pH值大幅上升,对类Fenton反应造成负面影响。因此,钢渣催化的类Fenton体系通常需要添加大量的酸以保持酸性的反应条件,导致操作变复杂和成本上升。为了解决上述问题,本文通过化学方法对钢渣进行改性,有效地降低了钢渣的碱性,且显著地提高了其催化能力,并重点研究了改性钢渣/H2O2类Fenton体系对有机污染物的去除行为机理。另一方面,本文考察了钢渣在农药污染土壤修复中的应用潜力,构建了钢渣/H2O2类Fenton氧化体系和钢渣/H2O...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 有机污染水体及其治理技术概述
1.2.1 物理法
1.2.2 化学法
1.2.3 生物法
1.3 有机污染土壤及常见修复技术概述
1.3.1 物理修复
1.3.2 化学修复
1.3.3 微生物修复
1.3.4 植物修复
1.4 Fenton氧化技术概述
1.4.1 均相Fenton反应
1.4.2 异相Fenton体系
1.5 钢渣及其资源化利用概述
1.5.1 钢渣的理化性质
1.5.2 钢渣的资源化利用现状
1.6 课题研究目的和内容
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
第2章 改性钢渣/H_2O_2类Fenton反应对水体中甲草胺的去除行为机理研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验设备
2.2.3 改性钢渣制备方法
2.2.4 表征方法
2.2.5 类Fenton反应
2.2.6 测量方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 材料的表征
2.3.2 钢渣和水杨酸改性钢渣在水中的析出铁离子测定
2.3.3 不同体系中甲草胺的降解情况
2.3.4 甲草胺降解的影响因素研究
2.3.5 甲草胺降解产物研究
2.3.6 改性钢渣重复利用性能研究
2.4 本章小结
第3章 改性钢渣/H_2O_2类Fenton反应对水体中鼠李糖脂增溶态正十六烷的去除行为机理研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验设备
3.2.3 鼠李糖脂增溶态正十六烷的制备
3.2.4 改性钢渣制备方法
3.2.5 吸附试验
3.2.6 降解试验
3.3 结果与讨论
3.3.1 吸附动力学
3.3.2 十六烷的降解情况
3.3.3 鼠李糖脂的降解情况
3.3.4 体系的pH和H_2O_2浓度的变化
3.3.5 催化剂重复利用性能
3.4 本章小结
第4章 钢渣复合材料/H_2O_2类Fenton反应对水体磺胺二甲基嘧啶的去除行为机理研究
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验设备
4.2.3 Co-SAM-SCS的制备方法
4.2.4 表征方法
4.2.5 吸附试验
4.2.6 类Fenton反应
4.2.7 测量方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的表征
4.3.2 材料对SMZ的吸附
4.3.3 不同体系中SMZ的降解情况
4.3.4 SMZ降解的影响因素研究
4.3.5 自由基捕获实验
4.3.6 催化机理研究
4.3.7 SMZ的降解产物和降解途径研究
4.3.8 催化剂重复利用性和稳定性研究
4.3.9 降解不同废水中的SMZ
4.3.10 成本估算
4.4 本章小结
第5章 钢渣/H_2O_2类Fenton反应对土壤中阿特拉津的去除行为及其对土壤性质影响的研究
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 实验材料
5.2.2 实验设备
5.2.3 测量方法
5.2.4 类Fenton反应
5.3 结果与讨论
5.3.1 钢渣投加量对阿特拉津去除率的影响
5.3.2 H_2O_2浓度对阿特拉津去除率的影响
5.3.3 反应体系温度的变化
5.3.4 体系H_2O_2浓度的变化
5.3.5 处理前后土壤性质的改变
5.3.6 应用前景
5.4 本章小结
第6章 钢渣/H_2O_2类Fenton反应联合生物方法对土壤中阿特拉津的去除行为机理研究
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 实验材料与菌种
6.2.2 实验设备
6.2.3 实验方法
6.2.4 测量方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 不同体系对阿特拉津的降解
6.3.2 稻草秸秆添加量对阿特拉津降解的影响
6.3.3 钢渣添加量对阿特拉津降解的影响
6.3.4 生物修复过程中胞外酶活性的变化
6.3.5 化学-生物联合修复对土壤性质的改变
6.4 本章小结
结论
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表的论文目录
附录 B 攻读学位期间获得的发明专利
附录 C 攻读学位期间参与和负责的研究课题
附录 D 攻读学位期间获得的奖励
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]湿式氧化法预处理高浓度合成制药废水的研究[J]. 曾旭,刘俊,赵建夫. 工业水处理. 2017(08)
[2]钢渣资源化利用现状分析[J]. 贾要强,孙志敏,王星磊,王宏磊,宋健. 河北企业. 2017(05)
[3]环境中抗生素污染现状及检测技术[J]. 周志洪,吴清柱,王秀娟,丘锦荣. 分析仪器. 2016(06)
[4]农药化工废水处理技术研究[J]. 王纯,蒋全科. 化工管理. 2016(09)
[5]钢渣非均相类Fenton反应降解亚甲基蓝的研究[J]. 杨合,王振,韩冲,薛向欣. 东北大学学报(自然科学版). 2016(03)
[6]改性钢渣对镉离子吸附特征的研究[J]. 张路遥,南忠仁,郑玉祥. 环境科学与技术. 2015(08)
[7]水泥—钢渣—矿渣复合胶凝材料的水化特性[J]. 王强,黎梦圆,石梦晓. 硅酸盐学报. 2014(05)
[8]2000—2011年国内重大突发性水污染事件统计分析[J]. 艾恒雨,刘同威. 安全与环境学报. 2013(04)
[9]烧结气氛对钢渣微晶玻璃复合材料性能的影响[J]. 李宇,张玲玲,王洋,苍大强. 稀有金属材料与工程. 2013(S1)
[10]赤铁矿光助类Fenton降解有毒有机污染物[J]. 张钰,顾彦,杨慧,何燕,李瑞萍,黄应平,张爱清. 环境科学. 2012(04)
硕士论文
[1]钢渣处理酸性含铅废水的性能研究[D]. 殷云皓.南京理工大学 2016
[2]基于天然矿物催化剂的UV-类Fenton氧化处理印染废水研究[D]. 赵琪.东华大学 2016
本文编号：3672558
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【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 有机污染水体及其治理技术概述
1.2.1 物理法
1.2.2 化学法
1.2.3 生物法
1.3 有机污染土壤及常见修复技术概述
1.3.1 物理修复
1.3.2 化学修复
1.3.3 微生物修复
1.3.4 植物修复
1.4 Fenton氧化技术概述
1.4.1 均相Fenton反应
1.4.2 异相Fenton体系
1.5 钢渣及其资源化利用概述
1.5.1 钢渣的理化性质
1.5.2 钢渣的资源化利用现状
1.6 课题研究目的和内容
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
第2章 改性钢渣/H_2O_2类Fenton反应对水体中甲草胺的去除行为机理研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验设备
2.2.3 改性钢渣制备方法
2.2.4 表征方法
2.2.5 类Fenton反应
2.2.6 测量方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 材料的表征
2.3.2 钢渣和水杨酸改性钢渣在水中的析出铁离子测定
2.3.3 不同体系中甲草胺的降解情况
2.3.4 甲草胺降解的影响因素研究
2.3.5 甲草胺降解产物研究
2.3.6 改性钢渣重复利用性能研究
2.4 本章小结
第3章 改性钢渣/H_2O_2类Fenton反应对水体中鼠李糖脂增溶态正十六烷的去除行为机理研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验设备
3.2.3 鼠李糖脂增溶态正十六烷的制备
3.2.4 改性钢渣制备方法
3.2.5 吸附试验
3.2.6 降解试验
3.3 结果与讨论
3.3.1 吸附动力学
3.3.2 十六烷的降解情况
3.3.3 鼠李糖脂的降解情况
3.3.4 体系的pH和H_2O_2浓度的变化
3.3.5 催化剂重复利用性能
3.4 本章小结
第4章 钢渣复合材料/H_2O_2类Fenton反应对水体磺胺二甲基嘧啶的去除行为机理研究
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验设备
4.2.3 Co-SAM-SCS的制备方法
4.2.4 表征方法
4.2.5 吸附试验
4.2.6 类Fenton反应
4.2.7 测量方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的表征
4.3.2 材料对SMZ的吸附
4.3.3 不同体系中SMZ的降解情况
4.3.4 SMZ降解的影响因素研究
4.3.5 自由基捕获实验
4.3.6 催化机理研究
4.3.7 SMZ的降解产物和降解途径研究
4.3.8 催化剂重复利用性和稳定性研究
4.3.9 降解不同废水中的SMZ
4.3.10 成本估算
4.4 本章小结
第5章 钢渣/H_2O_2类Fenton反应对土壤中阿特拉津的去除行为及其对土壤性质影响的研究
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 实验材料
5.2.2 实验设备
5.2.3 测量方法
5.2.4 类Fenton反应
5.3 结果与讨论
5.3.1 钢渣投加量对阿特拉津去除率的影响
5.3.2 H_2O_2浓度对阿特拉津去除率的影响
5.3.3 反应体系温度的变化
5.3.4 体系H_2O_2浓度的变化
5.3.5 处理前后土壤性质的改变
5.3.6 应用前景
5.4 本章小结
第6章 钢渣/H_2O_2类Fenton反应联合生物方法对土壤中阿特拉津的去除行为机理研究
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 实验材料与菌种
6.2.2 实验设备
6.2.3 实验方法
6.2.4 测量方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 不同体系对阿特拉津的降解
6.3.2 稻草秸秆添加量对阿特拉津降解的影响
6.3.3 钢渣添加量对阿特拉津降解的影响
6.3.4 生物修复过程中胞外酶活性的变化
6.3.5 化学-生物联合修复对土壤性质的改变
6.4 本章小结
结论
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表的论文目录
附录 B 攻读学位期间获得的发明专利
附录 C 攻读学位期间参与和负责的研究课题
附录 D 攻读学位期间获得的奖励
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]湿式氧化法预处理高浓度合成制药废水的研究[J]. 曾旭,刘俊,赵建夫. 工业水处理. 2017(08)
[2]钢渣资源化利用现状分析[J]. 贾要强,孙志敏,王星磊,王宏磊,宋健. 河北企业. 2017(05)
[3]环境中抗生素污染现状及检测技术[J]. 周志洪,吴清柱,王秀娟,丘锦荣. 分析仪器. 2016(06)
[4]农药化工废水处理技术研究[J]. 王纯,蒋全科. 化工管理. 2016(09)
[5]钢渣非均相类Fenton反应降解亚甲基蓝的研究[J]. 杨合,王振,韩冲,薛向欣. 东北大学学报(自然科学版). 2016(03)
[6]改性钢渣对镉离子吸附特征的研究[J]. 张路遥,南忠仁,郑玉祥. 环境科学与技术. 2015(08)
[7]水泥—钢渣—矿渣复合胶凝材料的水化特性[J]. 王强,黎梦圆,石梦晓. 硅酸盐学报. 2014(05)
[8]2000—2011年国内重大突发性水污染事件统计分析[J]. 艾恒雨,刘同威. 安全与环境学报. 2013(04)
[9]烧结气氛对钢渣微晶玻璃复合材料性能的影响[J]. 李宇,张玲玲,王洋,苍大强. 稀有金属材料与工程. 2013(S1)
[10]赤铁矿光助类Fenton降解有毒有机污染物[J]. 张钰,顾彦,杨慧,何燕,李瑞萍,黄应平,张爱清. 环境科学. 2012(04)
硕士论文
[1]钢渣处理酸性含铅废水的性能研究[D]. 殷云皓.南京理工大学 2016
[2]基于天然矿物催化剂的UV-类Fenton氧化处理印染废水研究[D]. 赵琪.东华大学 2016
本文编号：3672558
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3672558.html
