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邻苯二甲酸二甲酯(DMP)是一种环境激素,主要用作增塑剂。随着塑料制品使用量的不断增大,其污染日趋严重。目前对水中DMP的处理主要有焚烧法、生物处理法、和臭氧氧化法和Fenton法等,但是些方法都存在各自的缺点。电-Fenton法是一种在传统Fenton方法基础上发展起来的废水处理新方法,近年来受到极大关注。但由于电-Fenton方法最佳pH值在2~4范围内,不适宜中性或碱性水和废水的处理,铁离子难以和反应介质分开而易造成二次污染,从而限制了电-Fenton的实际应用。 本课题以DMP为目标污染物,研究改良电类-Fenton法的途径,拓宽有效反应的pH值范围,减少铁离子流失,降低铁泥生成量。 得到了以下研究结果: (1)对不同电解质种类和浓度、pH值、电流密度(i)、氧气通量(Q)对H2O2累积浓度的影响进行考察。得到在环境温度下,电解生成H2O2的最佳条件为:pH=2.0、Q=0.1L/min、i=4.75A/m2,恒电流条件下,电解质种类和浓度对H2O2累积浓度影响不大。 (2)电类-Fenton法和电-Fenton法对DMP具有相同的处理效果,pH=3,DMP浓度为50mg/L,催化剂浓度为0.25mmol/L的条件下,DMP处理效率均达97%,降解速率可用假一级动力学反应描述。因此,可用电类-Fenton法替代电-Fenton法而不会降低处理效率。而类-Fenton法对DMP的处理效率通常低于Fenton法。 (3)考察了SO42-、NO3-、Cl-和H2PO4-四种阴离子对电类-Fenton法降解DMP的影响。试验结果显示,SO42-和NO3-对电类-Fenton法去除DMP的影响不大,而Cl-和H2PO4-严重抑制了DMP的去除。电类-Fenton反应中,反应时间60min,当存在荷电浓度为0.2mol/L的SO42-和NO3-时,DMP的去除率能达到96%,但当存在荷电浓度为0.2mol/L的Cl-和H2PO4-时,对DMP的去除率分别只有16%和19%。 (4)向电类-Fenton体系中引入络合剂EDTA,在中碱性条件下EDTA与铁离子形成稳定的络合物,使铁能催化H2O2有效降解DMP。在DMP浓度为20mg/L、Fe-EDTA浓度为0.25mmol/L的条件下,pH=6和9时DMP的去除率分别为33%和52%,而不引入络合剂的电类-Fenton法在此条件下对DMP几乎没有降解效果,其去除率分别为4%和2%。 (5)制备负载三价铁离子的Fe-AC、Fe-Y、Fe-ZSM和Fe@Fe2O3四种非均相催化剂,比较了在电类-Fenton体系中降解DMP的催化效率,结果表明,Fe@Fe2O3和Fe-AC具有较好的催化效果,pH=6时,DMP去除率分别为51%和48%,而该pH值下均相电类-Fenton对DMP的去除率15%,其总铁的溶出量分别为0.6mg/L和1.4mg/L,远远低于在此条件下均相反应中所投加的14mg/L。