水体中酚类有机污染物的光助Fenton降解技术研究

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本研究论文阐述了含酚废水的性质及其危害,以及处理含酚废水的必要性和迫切性;总结了迄今为止国内外研究者在处理含酚废水领域取得的成果和各种技术处理含酚废水的特点;较全面的综述了Fenton和光助Fenton技术降解有机污染物的机理以及在处理难降解有机废水方面的研究现状及发展趋势。 通过文献检索和分析可以看出光助Fenton技术在处理难降解有机污染物时具有独特的优势,是一种很有应用前景的废水处理技术。因此,本文围绕着“光助Fenton技术处理含酚废水”为核心,进行了以下研究实验内容:(1)Fenton法处理含酚废水的研究,主要考察时间、pH、H2O2浓度、Fe2+浓度等因素对Fenton技术的影响规律;(2)光助Fenton法处理含酚废水最佳反应条件的研究,包括汞灯—Fenton、太阳光—Fenton和Fenton三种体系降解效果的对比,以及考察了各反应参数在太阳光—Fenton降解体系中的影响强弱关系,确定最佳反应条件;(3)Fenton及光助Fenton法处理不同浓度含酚废水的研究,主要研究含酚废水浓度对处理技术的影响:(4)光助Fenton法处理含有不同类型酚类有机化合物废水的研究,包括降解对苯二酚、间苯二酚、间苯三酚三种酚类废水;(5)光助Fenton法中金属催化剂作用研究,包括Cu2+、Co2+、Cr3+、Ni2+和Sn2+作为催化剂的降解效果及影响。(6)反应机理的初步研究,建立了光助Fenton技术降解苯酚的动力学方程,采用高效液相色谱法进行了降解中间产物的研究。 实验研究结果表明,外加紫外光源照射或采用太阳光联合Fenton技术其实验结果都能有效地提高Fenton试剂的降解效率。光助Fenton技术的最佳工艺条件是:平均光强=35000Lux,[H202]=12mmol/L,[FeSO4]=2.7mmol/L,pH=3,t=30min。在此条件下,浓度为400mg/L苯酚的降解率可达到99%以上,COD的去除率可达到60%以上。比较单纯使用Fenton技术,光助Fenton技术有以下优点:(1)降解效率高:(2)试剂用量少:达到相同处理目标所用的试剂量减少了约40%左右;(3)反应条件温和:反应体系常温、常压,介质酸度相对较弱,降低了对反应设备的要求,出水色度也明显降低;(4)可以有效处理高浓度有机物废水。因此,光助Fenton技术可以经济高效地处理各类含酚废水,是一种很有应用前景的废水处理技术。从采用绿色工艺和节约能源的原则出发,应重视太阳光的利用,并可以考虑工程化。 实验还表明,光助Fenton技术对多元酚也有很好的降解效果。在相同光照条件下,只需添加H2O27mmol/L和Fe2+1.5mmol/L,反应30min左右,二元酚转化
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