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Fenton试剂法和TiO_2-CS光催化法处理有机废水的研究

作　者: 欧阳秀欢
导　师: 陈国华
学　校: 中国海洋大学
专　业: 海洋化学
关键词: Fenton试剂 久效磷 褐藻胶生产废水 光催化 TiO2-CS微球 2,4-二氯苯酚
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


目前环境污染越来越严重,因此环境清洁和环境补救成为一个急迫的任务。在各种净化环境技术中,高级氧化技术作为一种新环境净化技术受到越来越多的关注。高级氧化技术对水体中有毒有害难降解的污染物具有较强的应用优势,具有高效、快速、无二次污染等众多优点,因而有着广阔的应用前景。高级氧化技术的关键是产生高度活性的·OH,按所用的氧化剂及催化条件的不同,通常可以分为三大类:Fenton试剂法及类Fenton试剂法,臭氧及组合臭氧氧化法,半导体光催化氧化法。本文选取了其中的Fenton试剂法和半导体光催化法进行探讨。 首先,选取有机磷农药之一久效磷以及褐藻胶生产废水作为研究对象,利用Fenton试剂法对它们进行了研究。 对于久效磷,本文采用正交实验和单因素实验分别考察了pH值,H2O2用量,Fe2+浓度,反应时间,反应温度等5个因素在Fenton氧化久效磷过程中对COD去除率的影响。在选用的试剂用量中,由正交实验得出5个因素的影响主次顺序为H2O2浓度>反应温度>反应时间>pH值>Fe2+浓度,COD去除率最高为78.8%。通过单因素实验得出最佳反应条件是2.0ml H2O2,70℃,pH值为3,0.50mmol/l Fe2+,经过反应10h后,溶液中的有机物全部被矿化为无机物,COD去除率达100%,并基本符合准一级动力学反应。另外,还考察了过渡金属离子Cu2+、Mn2+、Co2+、Zn2+对Fenton试剂的协同催化作用。经实验证明,在一定浓度下,它们都对Fenton反应具有很好的促进作用,其中Cu2+的作用最佳,其原因是过渡金属离子有助于H2O2分解为羟基自由基,从而提高了反应效率。最后,借助GC-MS测定了Fenton法反应过程中久效磷的残留量,发现30min后溶液中已经检测不出久效磷。 对于褐藻胶生产废水,首先采用了正交实验考察了5个因素对Fenton法降解褐藻胶生产废水的影响,在选用的试剂用量中,影响的主次顺序为Fe2+浓度>反应时间>反应温度>pH值>H2O2浓度。然后采用单因素实验分别探讨了以上5个因素的影响,确定了最佳反应条件是0.5ml H2O2,40℃,pH值为3;4.0mmol/1 Fe2+,经过60min后,Fenton反应达到了平衡,COD去除率最高为62.9%,出水COD值为67mg/l。

全文目录


1 文献综述  11-27
  1．1 高级氧化技术概述  11-12
  1．2 Fenton试剂法及类 Fenton试剂法  12-17
    1．2．1 Fenton试剂法  12-14
    1．2．2 类 Fenton试剂法  14-17
  1．3 臭氧及组合臭氧氧化法  17-18
    1．3．1 O_3氧化法  17-18
    1．3．2 O_3/H_2O_2法  18
    1．3．3 O_3/UV法  18
  1．4 半导体光催化氧化技术  18-25
    1．4．1 光催化氧化技术机理  19-21
    1．4．2 半导体光催化剂的研究  21-24
    1．4．3 光催化氧化技术在废水处理中的应用  24-25
  1．5 研究依据  25-26
  1．6 研究内容  26-27
2 Fenton法降解久效磷农药的研究  27-47
  2．1 实验药品及仪器  28-29
  2．2 实验方法  29
  2．3 分析方法  29-31
    2．3．1 溶液COD的测定  29-30
    2．3．2 溶液中久效磷残留量的测定  30-31
  2．4 结果与讨论  31-46
    2．4．1 正交实验  31-34
    2．4．2 单因素实验  34-38
    2．4．3 金属离子对 Fenton试剂氧化效果的影响  38-44
    2．4．4 氧化过程中久效磷残留量的变化  44-46
  2．5 小结  46-47
3 Fenton法处理褐藻胶生产废水  47-55
  3．1 实验药品与仪器  48
  3．2 实验方法  48
  3．3 分析方法  48-49
    3．3．1 COD测定  48-49
  3．4 实验结果与讨论  49-54
    3．4．1 正交实验  49-51
    3．4．2 单因素实验  51-54
  3．5 小结  54-55
4 TiO_2-CS光催化法降解2，4-二氯苯酚的研究  55-80
  4．1 实验药品与仪器  56-57
  4．2 反应装置和实验方法  57-59
    4．2．1 反应装置  57
    4．2．2 光催化实验方法  57-59
    4．2．3 微球的制备方法  59
  4．3 分析方法  59-62
    4．3．1 氯离子浓度测定  59-61
    4．3．2 水样的色度测定  61
    4．3．3 微球的表征  61-62
  4．4 实验结果与分析  62-78
    4．4．1 微球的形貌  62-67
    4．4．2 各因素对光催化反应的影响  67-77
    4．4．3 反应历程  77-78
    4．4．4 机理总结  78
  4．5 小结  78-80
5 结论  80-83
  5．1 实验结论  80-82
  5．2 实验创新点  82-83
参考文献  83-93
致谢  93

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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