Fe~0-C活化过硫酸盐降解地下水中2.4-DNT的研究

发布时间：2017-05-31 20:07

  本文关键词：Fe~0-C活化过硫酸盐降解地下水中2.4-DNT的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业的发展,人类活动造成的水环境污染越来越严重,其中2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)是一类典型的有机污染物。利用Fe~0-C活化过硫酸盐降解2,4-DNT是一种比较理想的修复方式,不仅操作简单,能够高效的降解水中的2,4-DNT,将2,4-DNT转化为毒性较小的物质,增强了水环境的可生化性,而且没有产生二次污染,得到较好的修复效果。本文针对地下水环境,研究了地下水环境因素对Fe~0-C微电解降解2,4-DNT的降解效率的影响和降解机理,地下水环境因素对Fe~0-C活化过硫酸盐降解2,4-DNT的降解效率的影响,以及动态环境条件下Fe~0-C活化过硫酸盐降解2,4-DNT的规律。研究证明:(1)为研究铁碳微电解降解2,4-DNT,采用批实验研究p H值、溶解氧(DO)和地下水中常见的阴、阳离子等因素对Fe~0-C微电解对地下水中2,4-DNT降解率的影响,并分析Fe~0-C降解2,4-DNT的产物。结果表明:在p H=7,DO=0.23mg/L的条件下,Fe~0-C降解溶液中2,4-DNT有明显的效果,反应200min时,降解率达到83.09%,比Fe0和C的降解率提高了74.56%和9.89%;强酸性条件下有利于2,4-DNT降解,初始p H=2的条件下,溶液中2,4-DNT的降解率为99.05%,而初始p H=7和p H=9时,2,4-DNT的降解率分别为81%和64%,;反应体系中含有较高浓度的溶解氧有利于2,4-DNT的降解,在DO=9.26mg/L条件下,2,4-DNT的降解率比DO=0.23mg/L时提高了9.5%;地下水中一定浓度的阴离子(Cl~-、SO_4~(2-))、阳离子(Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+)可以提高2,4-DNT的降解率,提高率小于10%。反应过程中2,4-DNT苯环上的硝基被还原为氨基,中间产物为2-氨基-4-硝基甲苯(2A4NT)和4-硝基-2氨基甲苯(4A2NT),最终产物为2,4-二氨基甲苯(2,4-DAT)。(2)为探索Fe~0-C微电解活化过硫酸盐降解地下水中2,4-DNT的机理和规律,采用批实验研究反应体系中初始p H值、溶解氧(DO)及地下水中常见阴离子(Cl~-、HCO_3~-)对Fe~0-C微电解活化过硫酸盐降解2,4-DNT能力的影响。研究结果表明:在p H=7,温度为15℃,t=340min时,Fe~0-C微电解活化过硫酸盐能有效降解溶液中的2,4-DNT,降解率为93.7%,降解率较其他方式(Fe~0/K_2S_2O_8、Fe0/C、C/K_2S_2O_8和K_2S_2O_8)有显著提高;酸性条件有利于Fe~0-C微电解活化过硫酸盐对2,4-DNT的降解,随着初始p H值的升高,降解率逐渐降低,当初始p H=5时,降解率为99.84%,而初始p H=9时,降解率仅为83.25%;极度缺氧条件不利于Fe~0-C微电解活化过硫酸盐对2,4-DNT的降解,DO=0.3mg/L时,降解率仅为62.4%,比DO=9.26mg/L时的降解率下降31.9%;地下水中常见的阴离子(Cl~-、HCO_3~-)对Fe~0-C微电解活化过硫酸盐降解2,4-DNT有抑制作用,Cl~-、HCO_3~-的浓度为200mg/L时,降解率分别为59.49%和65.53%。(3)为研究在实际地下水环境中Fe~0-C活化过硫酸盐降解2,4-DNT的规律,本文采用柱实验研究动态条件下Fe~0-C活化过硫酸盐降解2,4-DNT的效果,研究结果表明:Fe~0-C活化过硫酸盐能够有效的降解2,4-DNT,在铁碳微电解的基础上,经过过硫酸盐反应柱,能够活化过硫酸盐进一步将2,4-DNT及其中间产物和最终产物进行降解,几乎检测不到2,4-DNT的存在;动态系统中的反应产物较复杂,且经过过硫酸盐反应柱,产生的降解产物更多,系统反应更彻底;系统中涉及到Fe0还原、Fe~0-C微电解、被活化的过硫酸盐降解2,4-DNT对系统中的p H值、ORP值和TOC产生不同的影响。
【关键词】：Fe~0-C微电解 2 4-DNT 过硫酸盐 因素
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X523
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1. 绪论12-22
• 1.1 选题来源与研究意义12-13
• 1.1.1 选题来源12
• 1.1.2 研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-20
• 1.2.1 物理处理方式13-15
• 1.2.2 化学处理方式15-19
• 1.2.3 铁碳微电解和过硫酸盐高级氧化相结合的处理方式19-20
• 1.3 研究目的、研究内容和技术路线20-21
• 1.3.1 研究目的20
• 1.3.2 研究内容20
• 1.3.3 技术路线20-21
• 1.4 创新点21-22
• 2. Fe~0-C微电解降解 2,4-DNT的研究22-30
• 2.1 实验材料与仪器22-23
• 2.1.1 实验材料22
• 2.1.2 实验仪器22-23
• 2.1.3 有机物测量方法23
• 2.2 实验方法23-24
• 2.3 结果与讨论24-29
• 2.3.1 Fe~0、C及Fe~0-C降解 2,4-DNT可行性及产物分析24-26
• 2.3.2 初始pH值对 2,4-DNT降解率的影响26-27
• 2.3.3 溶解氧对 2,4-DNT降解率的影响27-28
• 2.3.4 阳离子对 2,4-DNT降解率的影响28
• 2.3.5 阴离子对 2,4-DNT降解率的影响28-29
• 2.4 本章总结29-30
• 3. Fe~0-C微电解活化过硫酸盐降解地下水中 2,4-DNT的静态研究30-39
• 3.1 实验材料与仪器30-31
• 3.1.1 实验材料30
• 3.1.2 实验仪器30
• 3.1.3 有机物分析方法30-31
• 3.2 实验方法31-32
• 3.3 结果与讨论32-38
• 3.3.1 不同降解材料降解 2,4-DNT的效果32-33
• 3.3.2 产物分析33-34
• 3.3.3 初始pH值对Fe~0-C活化过硫酸盐降解 2,4-DNT效果的影响34-35
• 3.3.4 溶解氧对Fe~0-C活化过硫酸盐降解 2,4-DNT效果的影响35-36
• 3.3.5 阴离子对Fe~0-C活化过硫酸盐降解 2,4-DNT效果的影响36-37
• 3.3.6 初始pH值的动力学分析37-38
• 3.4 本章总结38-39
• 4. Fe~0-C活化过硫酸盐降解 2,4-DNT的动态研究39-49
• 4.1 实验材料和仪器39-40
• 4.1.1 实验材料39
• 4.1.2 实验仪器39
• 4.1.3 有机物分析方法39-40
• 4.2 实验装置40
• 4.3 结果与讨论40-48
• 4.3.1 2,4-DNT的变化40-42
• 4.3.2 产物分析42-43
• 4.3.3 pH值的变化43-45
• 4.3.4 TOC的变化45-46
• 4.3.5 ORP值的变化46-48
• 4.4 本章总结48-49
• 5 结论、建议和展望49-52
• 5.1 结论49-50
• 5.2 建议和展望50-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-56

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本文编号：410496