紫外/亚硫酸盐体系还原降解硝酸盐的效能与机理研究

发布时间：2023-03-19 08:21

　　水环境中硝态氮污染不仅会引起水体富营养化等生态问题,还会危害公共健康,因此非常有必要对水中的硝态氮进行有效处理。针对现有还原脱氮方法存在的脱氮效率偏低或者易产生氨氮等问题的技术现状,利用水合电子(eaq-)的极强还原活性,提出了基于水合电子的新型紫外／亚硫酸盐均相还原脱氮体系。本研究主要以硝酸盐为研究对象,开展了该体系降解硝酸盐的效能与机理的系统研究。从动力学角度考察了不同影响因素(pH值、温度、亚硫酸盐投量、水质本底、光强度等)对紫外／亚硫酸盐体系还原降解硝态氮的影响。研究发现,紫外／亚硫酸盐体系对硝酸盐和亚硝酸盐均具有的明显的降解效果。在pH为6.0-9.2的范围内,硝酸盐的降解速率随着pH的升高而加快。亚硫酸盐投量和紫外光强度的增加对于硝酸盐在紫外／亚硫酸盐体系中降解的促进作用明显。温度的升高有利于硝酸盐的降解,对应的表观活化能Eaapp=(31.51±4.91)kJ·mol-1。水质本底中碳酸盐／重碳酸盐、氯离子、磷酸盐等对硝酸盐降解无明显影响；而亚铁离子、腐殖酸则表现出明显的抑制效果。从活性物种定性鉴定、中间产物生成与转化规律等角度,研究了该体系降解硝酸盐的机理与路径。氧化亚...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 硝态氮的污染现状与危害
    1.2 硝态氮的处理技术研究进展
        1.2.1 微生物代谢
        1.2.2 电化学法
        1.2.3 光催化法
        1.2.4 零价金属还原
        1.2.5 其他方法
    1.3 立题依据
        1.3.1 水合电子
        1.3.2 紫外/亚硫酸盐体系
    1.4 研究目标、技术路线及内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究思路
        1.4.3 研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验试剂及材料
    2.2 实验仪器设备
    2.3 实验装置
    2.4 实验步骤
    2.5 检测方法
        2.5.1 离子的检测
        2.5.2 其他物质的检测
        2.5.3 吸光度检测与紫外/可见光谱扫描
第3章 紫外/亚硫酸盐体系降解硝酸盐的影响因素研究
    3.1 硝酸盐直接光解与间接光解动力学
        3.1.1 硝酸盐和亚硝酸盐降解效果
        3.1.2 硝酸盐与亚硝酸盐降解动力学
        3.1.3 亚硫酸盐的转化
    3.2 影响因素研究
        3.2.1 pH值影响
        3.2.2 温度影响及表观活化能测定
        3.2.3 亚硫酸盐影响
        3.2.4 碳酸盐/重碳酸盐影响
        3.2.5 氯离子影响
        3.2.6 亚铁离子影响
        3.2.7 天然有机物影响
        3.2.8 紫外光强度影响
        3.2.9 磷酸盐影响
    3.3 本章小结
第4章 紫外/亚硫酸盐体系中硝酸盐的降解机理
    4.1 活性物种的鉴定
        4.1.1 氧化亚氮抑制作用
        4.1.2 一氯乙酸竞争反应
        4.1.3 自由基转化影响
    4.2 降解产物分析
        4.2.1 亚硝酸盐生成与转化规律
        4.2.2 氨氮生成规律
    4.3 本章小结
第5章 紫外/亚硫酸盐体系中硝酸盐的降解模型
    5.1 降解模型建立
        5.1.1 理论依据
        5.1.2 假设条件
        5.1.3 反应条件
        5.1.4 建立方法
        5.1.5 实现手段
    5.2 模型拟合
        5.2.1 pH影响
        5.2.2 腐殖酸影响
        5.2.3 地表水中硝酸盐的降解动力学拟合
    5.4 实际水体中的脱氮效果
        5.4.1 地表水中硝酸盐降解
        5.4.2 电镀废水中硝酸盐降解
    5.5 本章小结
第6章 研究结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要成果和实践
致谢



本文编号：3764912