热活化过硫酸盐降解水体和土壤中氰污染物的效能与机制研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:xingxing7978
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氰化物作为一种重要的工业原料被广泛应用于化工、采矿、冶金等行业,这些行业在生产过程中会产生大量含氰污染物,且这些氰污染物在环境中大多以金属络合氰的形式存在;金属络合氰的稳定性较高、难以降解去除;目前,针对金属络合氰的研究相对较少,但其带来的环境风险却不容小觑,因此有必要针对其降解去除开展研究。本论文以金属络合氰中的铁氰和亚铁氰为目标污染物,探究了热活化过硫酸盐技术对氰污染物的去除。研究分为两部分,第一部分主要研究热活化过硫酸盐技术对水体中氰化物的去除过程;第二部分主要探究热活化过硫酸盐技术对氰污染土壤的修复效果,土壤中氰化物的处理分为一步处理法与两步处理法,在一步法中,将过硫酸盐直接添加至污染土壤中,而在两步法中,先在碱性条件下将土壤中的氰化物转移至液相中,然后向碱洗液中添加过硫酸盐进行处理;在研究中还分别探究了过硫酸盐添加量、温度、p H值、阴离子、腐殖酸以及固液比对氰化物降解的影响,同时还对体系中自由基的种类、氰化物的降解产物和机制进行了分析。研究结果表明:(1)热活化过硫酸盐降解水体中的氰化物受到温度、过硫酸盐添加量和p H值的影响。其中温度对氰化物降解的影响最为显著,当温度由25℃增加至70℃时,水体中铁氰和亚铁氰的一级反应速率分别由1.37×10-4min-1和5.29×10-5min-1增加至0.0034min-1和0.0035min-1,根据阿伦尼乌斯公式计算出反应的表观活化能,Ea(铁氰)=69.23 KJ/mol,Ea(亚铁氰)=70.73KJ/mol;氰化物的去除率随着过硫酸盐添加量的增加而增加,当体系中过硫酸盐的浓度由0.5g/L增加至3g/L时,铁氰和亚铁氰的去除率分别由38.3%和35.8%增加至97.1%和98.6%;低p H值有利于水体中氰化物的降解,当体系初始p H值分别为4.6、7、9、12时,其一级反应速率分别是0.0032 min-1、0.0025 min-1、0.0021 min-1、3.49×10-4 min-1,在反应24h后,初始p H为4.6、7、9的反应体系中氰化物的去除率均在95%以上、初始p H=12的反应体系中氰化物的去除率为42.9%;(2)热活化过硫酸盐去除土壤中的氰化物受温度、过硫酸盐添加量、p H值以及固液比的影响。在一步去除法中,土壤中氰化物的去除率随温度的升高而增加,当25℃升高至70℃,土壤中铁氰和亚铁氰的的去除率分别由26.7%和28.6%上升至49.6%和61.2%;不同的过硫酸盐添加量下,p H值对土壤中氰化物的降解影响不同,当过硫酸盐的添加量为4%时,土壤中氰化物的去除率随着初始p H值(4.6、5、7、9、12)的增加而降低,铁氰和亚铁氰的去除率由分别由40.2%和50.7%降至14.5%和18.6%,而过硫酸盐的添加量为15%时,土壤中氰化物的降解受p H值的影响不明显,土壤中铁氰和亚铁氰的去除率分别为44.6%~51.3%和51.7%~60.3%;较高的液固比有利于土壤中氰化物的去除,当过硫酸盐的添加量为15%、固液比由1:5调整至1:40,土壤中铁氰和亚铁氰的去除率分别由43.4%和47.3%增加至76.3%和81.2%;在两步去除法中,当碱洗液中过硫酸盐的浓度增加至10g/L时,土壤中铁氰和亚铁氰的总体去除率均能达到90%以上;且较低的初始p H值有利于碱洗液中氰化物的去除;(3)环境中的无机阴离子以及腐殖酸会影响过硫酸盐对氰化物的降解。实验结果表明,不同阴离子对氰化物降解的影响规律各有不同;SO42-在低浓度时(2.5m M、5m M)会促进氰化物的降解,高浓度的SO42-(25m M、250m M、500m M)会抑制氰化物降解;CO32-以及腐殖酸会抑制体系中氰化物的降解,且随着浓度的增加抑制作用愈加明显;H2PO42-在低浓度时(2.5m M、5m M、25m M)可以促进氰化物的降解,高浓度时(250m M、500m M)则会抑制该过程的进行;Cl-会促进氰化物的降解,且随着Cl-浓度的增加,降解速率加快;(4)本研究采用ESR自由基检测技术及自由基淬灭实验对反应过程中的自由基进行了鉴定,并对反应机制和产物进行了分析。研究结果表明:过硫酸盐经活化产生了硫酸根自由基(SO4·-)和羟基自由基(HO·);甲醇和叔丁醇的自由基淬灭实验表明,反应体系中的SO4·-和HO·均对氰化物的降解产生重要影响;根据反应过程中各物质浓度的变化情况,推测络合氰的降解途径为,氰络合物首先解离出CN-,CN-随即与体系中的自由基反应生成CNO-,或是直接与体系中的HO·或SO4·-反应生成终产物,从而降解去除;通过对反应体系中含氮物质的检测,并对反应体系中的氮元素转化进行物料衡算,结果表明:在60℃、初始p H为4.6的条件下反应24h后,氰化物中的氮元素有58.1%经氧化转换为NO3-,另外有14.2%和27.7%的氮元素经氧化分别转换为氰酸根以及氮气。
其他文献
创新是引领发展的第一动力,也是解决发展动力不足和动能不够的关键,是新时代背景下推动高质量发展、构建新发展格局以及建设现代化经济体系的战略支撑。特别是在2018年中美贸易战和2020年全球疫情的双重压力下,我国许多企业都面临着被技术“卡脖子”的难题,由此可见技术创新能力对企业的重要性。企业技术创新能力作为企业的核心能力,能够提升企业价值,那么其是否可以提升企业在资本市场的资金配置效率,有效降低权益和
学位
近年来,自主移动机器人的应用范围逐渐扩大,在传统的国防、工业、农业、服务业等行业发挥着越来越重要的作用。其中轮式车辆不仅具备轮式移动机器人的基本优点,同时具备良好的野外越障能力、爬坡能力、过沟能力,且差速转向底盘能提供优越的转向性能,实现普通车辆模型不能实现的原地转向模式,尤其适合作为野外复杂路面的自主无人车。另一方面,各类传感器飞速发展,精度更高,响应更快;计算机性能更高,计算速度更块,能处理更
学位
面向新时代,人民的群众的健康理念与需求发生了重大转变,国务院发布的《关于实施健康中国行动的意见》中明确指出,有关健康的四项原则分别是:普及知识、提升素养;自主自律、健康生活;早期干预、完善服务;全民参与、共建共享。这四项原则共同指示出有关治未病的主动行为,主动健康是中国率先提出的医学观点与模式,是面向新时代下人民群众的健康需求提出的全新理念与模式,有着重大的意义。伴随着主动健康理念的兴起,相配套的
学位
在钢结构建筑中,焊缝连接和螺栓连接是两种重要的连接形式,螺栓连接因其施工方便、可装配性强等优点被大量使用,高强度螺栓同时也被广泛应用到工程实践中。建筑钢结构会因为偶然荷载作用而发生局部破坏,受结构本身传力路径变化的影响,这种破坏会沿着新的传力路径向四周传播,从而可能导致建筑更大面积的局部破坏或整体坍塌;在这种大面积连续倒塌中,螺栓作为主要的连接件往往会出现拉断或者剪断的现象;钢结构出现连续倒塌的原
学位
<正>《哦,香雪》是著名作家铁凝创作的短篇小说。其故事情节并不复杂,人物也较少,但其中的细节描写却非常精彩。接下来,笔者就详细谈谈《哦,香雪》中细节描写的作用。一、突出了人物形象的特点人物是小说的灵魂,也是作者着力刻画的重点。在《哦,香雪》中,作者塑造了一群天真活泼的山村女孩儿的形象。香雪便是作者重点刻画的一个山村女孩。香雪,就如同她的名字一样,纯洁、美丽。在描写她的外貌时,作者从旅客的视角着眼,
期刊
我国的声乐艺术历经几千年发展,在历史的交替中各种声乐艺术不断融合、创新。所谓现代民族声乐是近现代以来,其实是为区分西方的声乐艺术而得出的称谓,其艺术内涵既包括我国传统声乐,如小调、民歌、戏曲等,也包括从西洋美声声乐引入的艺术歌曲、歌剧等艺术形式。中国现代民族声乐既是对我国传统声乐的继承,又借鉴了西方声乐艺术的发声技巧而形成的一种新的艺术形式。本文通过收集、阅读传统声乐理论、典籍,对我国古代各时期各
学位
岩体作为一种具有各向异性特征的天然材料,在其所处的复杂地应力环境及其自身结构特征的影响下可能发生失稳破坏,从而影响其岩体工程稳定性。对于岩体而言,其变形损伤破坏过程是由其裂隙及其岩石内大量裂隙的开裂扩展所导致的,而这些裂隙的开裂扩展过程所产生声波信号,即声发射信号可通过专业的仪器设备检测。采用时差定位法,即通过布设多个声发射探头,利用各探头之间的信号时差分析计算出因岩体内裂隙的开裂扩展所产生的声波
学位
在“十三五”规划、“十四五”规划、能源结构调整的背景下,中国对天然气的需求日益增加。虽然近几年天然气开采技术有所提升,但中国天然气产量较低。进口天然气已成为中国为满足日益增长的消费需求的常态。作为天然气消费和进口大国,天然气行业的安全发展意义重大。因此,在国际形势复杂多变、地区联系日益紧密的情况下,探究地缘政治风险与双边政治关系对中国天然气进口贸易的影响意义重大。本文首先分析地缘政治风险和双边政治
学位
目前城乡居民对生鲜产品的需求日益旺盛,然而冷链物流公司在冷链产品配送方面却面临着诸多难题,譬如冷链配送成本高、冷链产品货损率高、配送时效性低等。此外,随着冷链物流需求的日益增长,使用燃油车配送将使得环境污染问题加剧,因此目前政府大力倡导采用电动车进行物流配送。对于政府和冷链物流企业而言,采用电动冷藏车进行生鲜产品配送既可以降低配送过程对城市环境的污染,又可以降低冷链配送成本。与此同时,当前电动冷藏
学位
二十世纪初期,由于连年的军阀混战,再加上劫匪横行以及自然灾害,重庆北碚乡村凋零破败,民众苦不堪言。时任峡防团务局局长的卢作孚在扫清匪患后,决心推行乡村现代化建设,彻底改变北碚地区的风貌。在此过程中,当地的新闻传播事业亦得到发展。1933年,在卢作孚的主持下,《北碚月刊》创刊并公开发行,其主要传达乡建理论政策、报道乡建实况、普及科学知识与生活常识、分析国内外抗战形势,是乡村建设时期重要的宣传刊物。本
学位