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邻苯二甲酸酯类污染物均有低水溶性和挥发性小的特点,十分容易向固体沉积物和生物体转移,具有生物富集作用,在水体中属于难降解有机物,传统的处理方法对该类污染物降解效果不佳,近来的研究表明,氧化剂间的协同作用可以产生高浓度的羟基自由基,提高体系的氧化能力;金属离子作为催化剂,加入氧化剂复合体系里,可以增强氧化剂分解成活性氧或自由基的能力,从而提高氧化剂对有机污染物的去除效率。本论文以典型邻苯二甲酸酯类污染物邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为对象,研究了Fe2+催化H2O2/O3协同氧化降解DMP的过程,建立了Fe2+-H2O2/O3氧化降解体系。并对催化剂、Fe2+的浓度、H2O2浓度、初始pH值、温度、极限降解浓度以及水中常见阴离子等主要影响因素及降解机理进行了分析,实验结果表明:(1)Fe2+-H2O2/O3体系降解DMP方法的建立通过对MnSO4、FeSO4、CeO2、ZnSO4、CuSO4这五种催化剂加入H2O2/O3体系中对DMP的TOC降解率影响的研究,选择FeSO4作为实验所需的催化剂。之后研究了DMP在H2O2,O3,H2O2/O3,Fe2+/H2O2,Fe2+/O3以及Fe2+-H2O2/O3体系中的降解效果,在本研究条件下的实验结果表明,H2O2/O3氧化DMP不具有协同作用,H2O2/O3体系对DMP的降解效果受到臭氧在水体中的溶解度、实际运行中的不确定性以及H2O2对羟基自由基捕获的影响[2]。在Fe2+-H2O2/O3氧化体系中,Fe2+与H2O2形成Fenton试剂,使得臭氧的利用率增大,而且Fenton试剂能够产生高活性的·OH,与臭氧协同进而引发和传递自由基链反应,使体系氧化能力增强。说明Fe2+-H2O2/O3存在协同作用。(2)影响Fe2+-H2O2/O3体系降解效率的主要因素分析在溶液初始浓度为50mg/L,温度为60℃,初始pH为10,H2O2投加量为0.049mol/L,O3投加量为0.028mol/L,Fe2+投加量为0.00072mol/L以及反应为45min的条件下,Fe2+-H2O2/O3对DMP的去除率可达到78.32%。由阴离子与·OH的反应速率可知,HCOO-、HCO3-等可能影响·OH的形成,从而对氧化过程产生影响。然而,阴离子与·OH的抑制作用是相对的,会随着实验条件的不同而改变,如NO3-、SO4-、Cl-对Fe2+-H2O2/O3体系降解DMP的效果几乎无影响。(3)Fe2+-H2O2/O3体系协同降解染料的机理分析通过加入不同浓度的叔丁醇,对DMP降解过程中·OH的作用进行分析,证明在Fe2+-H2O2/O3体系中起主要氧化作用的是·OH。之后比较分析了H2O2/O3,Fe2+/H2O2,和Fe2+-H2O2/O3三个体系降解DMP过程中H2O2含量的变化。结果表明,45min后Fe2+-H2O2/O3体系溶液中H2O2的含量仅为15.6mmol/L,协同作用明显。结合Fe2+-H2O2/O3体系降解DMP的COD去除率的分析与红外光谱图分析,初步推测出DMP的降解途径:DMP上的甲基首先被逐步氧化,生成邻苯二甲酸,苯环进一步被破坏,被降解为直链(或带有支链)的烃类化合物,最后被完全矿化生成为CO2和H2O。