【摘 要】
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新型绿色氧化剂高铁酸钾在去除污染物时既是氧化剂,又是助凝剂,在降解有机物后利用还原产物可对水中无机污染物进行协同去除。本研究利用湿式氧化法制备高铁酸钾,优化了制备条件;分别选择双酚A和磷酸盐作为水中的有机和无机目标污染物,考察了高铁酸钾对双酚A的降解效果并进行降解过程的反应动力学计算,对比了水中有无双酚A条件下高铁酸钾对磷酸盐的去除效果;探究了不同浓度共存物质对去除污染物效果的影响,主要研究成果如
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新型绿色氧化剂高铁酸钾在去除污染物时既是氧化剂,又是助凝剂,在降解有机物后利用还原产物可对水中无机污染物进行协同去除。本研究利用湿式氧化法制备高铁酸钾,优化了制备条件;分别选择双酚A和磷酸盐作为水中的有机和无机目标污染物,考察了高铁酸钾对双酚A的降解效果并进行降解过程的反应动力学计算,对比了水中有无双酚A条件下高铁酸钾对磷酸盐的去除效果;探究了不同浓度共存物质对去除污染物效果的影响,主要研究成果如下:(1)采用湿式氧化法制备高铁酸钾,优化制备条件。选择硝酸铁作为铁源,次氯酸钠作为氧化剂,控制反应温度为30℃、摩尔投加比为1:5、碱浓度为0.50 mg/L、优化提纯手段,制备得到产率为30%-60%,纯度为90%的高铁酸钾固体粉末,采用XRD、FTIR方法表征不同纯度下高铁酸钾的吸收峰和化学键。(2)选择双酚A作为目标污染物,证实优化制备条件得到的高铁酸钾能够有效降解水中的双酚A。考察了双酚A与高铁酸钾的摩尔投加比、双酚A初始浓度、p H、反应温度对高铁酸钾降解双酚A的影响。实验结果表明,在最佳处理条件下,60 min后高铁酸钾对双酚A的降解率为90.21%。进行相应的反应速率计算后,得到不同因素对高铁酸钾降解双酚A降解速率的影响,确定高铁酸钾降解双酚A的过程符合伪一级动力学。(3)选择双酚A和磷酸盐代表水中有机、无机污染物,进行高铁酸钾降解水中双酚A协同去除磷酸盐的实验。比较水环境中有无双酚A存在条件下,高铁酸钾的投加量、初始磷浓度、p H、反应温度对磷酸盐的去除效果的影响。实验结果表明,双酚A的存在会对高铁酸钾去除水中磷酸盐起到协同作用,经过混凝沉淀对磷酸盐进行有效去除。在最佳处理条件下,60 min后水中磷酸盐的去除率为58.50%。(4)通过向水中添加Cl-、Na+、CO32-、Fe2+和腐殖酸探究共存物质对高铁酸钾降解水中双酚A协同去除磷酸盐的影响。实验结果表明,水体中的Cl-和Na+不会对去除效果产生影响;4.00 mmol/L的CO32-的存在使水中双酚A的降解率降低12.86%,磷酸盐的去除率降低4.71%;4.00 mmol/L的Fe2+的存在使水中磷酸盐的去除率提高16.22%;4.00 mg TOC/L的腐殖酸的存在使水中双酚A的降解率降低5.31%。本论文对高铁酸钾的制备条件进行优化,利用制备出的高铁酸钾探究不同因素对降解双酚A的影响,进行降解过程中相应因素的动力学计算,得到降解双酚A的过程符合伪一级动力学;通过对照实验确定了高铁酸钾降解水中双酚A对磷酸盐的协同去除作用;探究了不同共存物质对高铁酸钾降解水中双酚A协同去除磷酸盐的效果,为该工艺处理微污染水源水提供数据支撑和实际应用价值。
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