收藏本站
《华中科技大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于硫酸根自由基高级氧化技术处理染料废水效能及机理研究

郭一舟  
【摘要】:染料废水的色度高、成分复杂、处理难度大,造成严重的水环境污染,同时已严重限制我国印染业的发展。本论文以染料活性艳红X-3B为主要实验对象,研究采用Fe(0)活化亚硫酸盐产生硫酸根自由基的高级氧化技术降解活性艳红X-3B,考察了超声与模拟太阳光两种方式分别对亚硫酸盐活化的促进效果,深入的研究了Fe(Ⅲ)/亚硫酸盐/过硫酸盐体系降解X-3B的机理和实验效果,为亚硫酸盐在高级氧化技术中的应用提供理论支持。在此基础上研究采用钢渣代替金属离子,对比研究了模拟太阳光作用下分别活化亚硫酸盐与过硫酸盐降解X-3B和实际染料废水的机理和效果,为染料废水的处理提供一种可行的技术方法,实现“以废治废”的治理目标。具体研究的主要内容和结果如下:(1)采用Fe(0)在近中性条件下对亚硫酸盐进行活化,以活性艳红X-3B为底物,考察了投加量、pH、溶解氧、卤素离子等因素对Fe(0)/亚硫酸盐体系降解X-3B效果的影响,并进一步讨论了该体系降解X-3B的反应机理。结果表明:Fe(0)/亚硫酸盐体系对X-3B的降解效果可达77.4%,且投药量的最佳摩尔比为0.5:1.0:由于溶液中S(Ⅳ)的浓度在初始pH为4-6时达到最大值,Fe(0)/亚硫酸盐体系在该范围内对X-3B的降解效果最好:S03·-需要与溶解氧反应才可生成S05·-,进而生成硫酸根自由基(SO4·-),因而溶解氧是该体系重要的影响因素:溶液中的卤素离子对该体系降解X-3B具有抑制作用,其抑制效果按从大到小依次为:I-Br-Cl-。通过投加抑制剂确认SO4·-(74.5%)是X-3B降解的主要原因,而HO·和SO5·-分别仅有15.3%和10.2%的作用效果。(2)采用超声和模拟太阳光分别对Fe(0)/亚硫酸盐体系的进行强化,通过投药量、初始pH、反应温度、溶解氧等影响因素对两种强化方法进行比较研究;并考察了两种促进方法对Fe(0)/亚硫酸盐体系自由基分布和TOC降解效果的影响。结果表明:超声的促进效果在pH≥5时强于模拟太阳光;而在pH4的环境下,模拟太阳光的强化效果优于超声作用;两种强化方式的作用效果均随着反应温度的升高而增强,且超声强化Fe(0)/亚硫酸盐体系降解X-3B所需的活化能(106.04kJ mol-1)大于模拟太阳光强化(90.23kJ mol-1)。根据抑制实验发现超声和模拟太阳光均可以促进Fe(0)/亚硫酸盐体系内羟基自由基(HO·)的生成,提高TOC的降解效果。(3)开发Fe(Ⅲ)/亚硫酸盐/过硫酸盐体系降解染料废水,考察了该体系中各个物质的投加量、初始pH值和溶解氧对该体系降解X-3B效果的影响,并进一步考察了该体系对实际废水的处理效果。结果表明:Fe(Ⅲ)/亚硫酸盐/过硫酸盐体系的最佳摩尔投药比为0.1:1:2。在初始pH为3~6时,SO4·-的稳态浓度大小随着反应的进行不断趋于相同,使该范围内X-3B的降解效果相近。同时验证了Fe(Ⅲ)/亚硫酸盐/过硫酸盐体系的降解X-3B两个途径:1)Fe(Ⅲ)通过与溶液中的HSO3-结合生成FeSO3+,并在O2作用下经过一系列反应最终生成强氧化性的SO4·-和HO·;2)FeSO3+分解所产生的Fe(Ⅱ)活化溶液中的PS产生SO4·-和HO·。Fe(Ⅲ)/亚硫酸盐/过硫酸盐体系不仅对TOC有较好的降解效果,对实际染料废水也取得了较好的脱色效果。(4)在模拟太阳光辐照下采用钢渣分别活化亚硫酸盐和过硫酸盐,对比研究两种体系降解X-3B和实际染料废水的效能。结果表明:在模拟太阳光条件下,钢渣/亚硫酸盐体系降解X-3B的效果(78.2%)与钢渣/过硫酸盐体系(79.4%)相近。但钢渣/过硫酸盐在运行过程中,钢渣表面会形成钝化膜,从而严重影响钢渣的重复利用效果,产生较多的污泥;钢渣/亚硫酸体系在运行时,铁离子与S(Ⅳ)反应结合附着在钢渣表面,可有效避免钝化反应和铁离子流失,使其重复利用性较好。在实际染料废水处理的序批式实验中,钢渣/亚硫酸盐/模拟太阳光体系的脱色效果要强于钢渣/过硫酸盐体系/模拟太阳光体系,同时前者能够有效的去除染料废水中的COD,提高实际废水的可生化性。因此,模拟太阳光/钢渣/亚硫酸盐体系在实际染料废水处理工程中具有更显著的应用前景。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X791

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 杨昭;过硫酸盐气液两相滑动弧放电等离子体处理有机废水的研究[D];西安理工大学;2018年
2 张秀;RPB中O_3/UV耦合工艺处理罗丹明B印染废水的研究[D];北京化工大学;2018年
3 王洁;SnWO_4/g-C_3N_4复合催化剂的制备及其可见光催化活性研究[D];南京大学;2018年
4 景涛;微生物与植物联合修复偶氮染料废水效果的研究[D];山东农业大学;2018年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Chun Cai;Liguo Wang;Hong Gao;Liwei Hou;Hui Zhang;;Ultrasound enhanced heterogeneous activation of peroxydisulfate by bimetallic Fe-Co/GAC catalyst for the degradation of Acid Orange 7 in water[J];Journal of Environmental Sciences;2014年06期
2 赵俊学;李小明;唐雯聃;施瑞盟;;钢渣综合利用技术及进展分析[J];鞍钢技术;2013年03期
3 王丽娜;康宝祥;;2012年全国染颜料行业经济运行情况分析总结[J];印染助剂;2013年05期
4 王婷婷;;2012年钢铁生产及2013年消费需求分析[J];中国钢铁业;2013年03期
5 ;Characterisation of acute toxicity, genotoxicity and oxidative stress posed by textile effluent on zebrafish[J];Journal of Environmental Sciences;2012年11期
6 杜传明;;转炉钢渣资源利用的新方法[J];山东冶金;2012年02期
7 王德永;李勇;刘建;冯海东;姜茂发;张永藏;;钢渣中同时回收铁和磷的资源化利用新思路[J];中国冶金;2011年08期
8 陆继来;任洪强;夏明芳;邹敏;姜伟立;张利民;王惠中;;新排放标准的印染废水深度处理技术进展[J];工业水处理;2009年07期
9 钱强;;废弃钢渣资源新型利用研究进展[J];中国资源综合利用;2009年04期
10 南昊;刘红;郭晓宁;夏涛;李杨薇;;炉渣制光催化剂催化降解水中罗丹明B的研究[J];环境工程学报;2008年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 许银;Mo-Zn-Al-O催化剂研制和和湿式氧化处理染料废水[D];北京林业大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范惠惠;马剑;;糖调节异常者血钾水平与胰岛β细胞功能的关系[J];中华内分泌外科杂志;2018年04期
2 龙雯;施榕;贾丽丽;张胜冰;宋道平;彭云;崔明;张辉;江勤康;朱静芬;冯易;娄洁琼;杨辉;秦飞;;上海市社区2型糖尿病患者家庭医生签约管理效果评价[J];中华全科医师杂志;2018年01期
3 王梅;;糖尿病患者进行血脂检验的临床价值分析[J];航空航天医学杂志;2015年08期
4 廖卫峰;李嘉华;;以全科医师为主体的糖尿病社区管理模式效果分析[J];实用医药杂志;2015年07期
5 田莉;;2011-2013年恺德心血管病医院调脂药物临床用药分析[J];中国药事;2015年02期
6 董霞;;全科医生在社区糖尿病患者管理中的作用[J];中国社区医师;2015年02期
7 刘雪梅;陈文学;杨铭;于德伟;杨明;;人参糖肽结合耐力运动对糖尿病大鼠降血糖作用及其机制研究[J];中国体育科技;2014年06期
8 于艳芳;;血脂检验在糖尿病患者临床检验中的价值分析[J];糖尿病新世界;2014年19期
9 郑霞静;郭根平;刘智梅;;跑台徒步运动对2型糖尿病患者糖代谢及血流变学的影响[J];全科医学临床与教育;2014年05期
10 胡晨;张世卿;金晓艳;佟丽;;梅连消渴胶囊联合二甲双胍对糖尿病大鼠胰岛细胞及血糖水平的影响[J];南方医科大学学报;2014年09期
【同被引文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 任毅;小檗碱对初发2型糖尿病糖脂代谢和脂联素的影响[D];山西医科大学;2008年
2 张小华;地黄寡糖改善胰岛素抵抗的作用和机理的体内研究[D];兰州大学;2008年
3 马海港;慢性心理应激对大鼠糖代谢的影响及地黄寡糖的改善作用[D];兰州大学;2008年
4 孙延娜;血竭乳剂对糖尿病小鼠HK、MDH及SDH活性的影响[D];辽宁中医药大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张波,王金平,杨文英,姜亚云,胡泽溪,萧建中,胡英华,李光伟;空腹血糖受损诊断标准下调的合理性分析[J];中华内分泌代谢杂志;2004年05期
2 贾伟平,潘洁敏,陈蕾,吴元民,陆俊茜,项坤三;空腹血糖受损切点变化与糖尿病及心脑血管事件风险的关系——上海华阳社区40岁以上人群的随访研究[J];中华内分泌代谢杂志;2004年05期
3 王瑶,杨文英,杨兆军,李光伟;从心血管危险因素看空腹血糖受损切点下调[J];中华内分泌代谢杂志;2004年05期
4 董砚虎,付方明,高维国,李红,南海荣,孙滨,丁明,李利平,石海燕,马臻,王元善,王丽华;不同糖代谢状态人群胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能研究[J];中华内分泌代谢杂志;2004年03期
5 全国糖尿病防治协作组;空腹血糖受损人群胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能特点分析[J];中华内分泌代谢杂志;2004年01期
6 林桂永;2型糖尿病并发冠心病的血脂水平变化[J];心血管康复医学杂志;2002年05期
7 刘洪智 ,王晋明 ,张庆华 ,孙彬,朱敏怡,郭瑞强,孙有刚;高频超声评价阿托伐他汀对高胆固醇血症动脉内皮功能的影响[J];中国综合临床;2002年11期
8 冯萍 ,王超 ,金慧英;2型糖尿病肾病与血脂及胰岛素抵抗的关系[J];临床医学;2002年11期
9 卢薇,汪晓云,杨正平,邹苹,梁英梅;2型糖尿病患者餐后血糖、血脂与凝血及血小板活性的关系[J];临床内科杂志;2002年06期
10 卢银红,王玉华,芦晓红;Ⅱ型糖尿病患者脂质代谢指标的观察[J];宁夏医学院学报;2002年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈金辉;郭一舟;刘大山;谢鹏超;王宗平;马军;;光促零价铁/亚硫酸盐降解X-3B的效能研究[J];中国给水排水;2018年03期
2 谢黎;程慧琳;;零价铁处理模拟染料废水的实验研究[J];工业安全与环保;2008年05期
3 杨颖,王黎明,关志成;零价铁法处理活性艳橙X-GN染料废水[J];清华大学学报(自然科学版);2005年03期
4 谢复青;李建章;;钢渣吸附-高温再生处理活性翠蓝染料废水[J];化工技术与开发;2006年09期
5 于佳辉;赵小菲;李亚峰;;模拟太阳光下CdS/TiO_2/ACFs法处理染料废水的试验研究[J];供水技术;2018年04期
6 陆贤;郭美婷;张伟贤;;纳米零价铁对耐四环素菌耐药特性的影响[J];中国环境科学;2017年01期
7 杨艺琳;周孜迈;邓文娜;孙艳秋;王悦;柳听义;王中良;;浮石负载纳米零价铁去除水相中的砷(Ⅴ)[J];环境化学;2017年03期
8 范颖;;金属离子对纳米零价铁去除多修联苯醚的影响[J];科技风;2017年03期
9 夏雪芬;滑熠龙;黄潇月;凌岚;张伟贤;;纳米零价铁对水中砷和硒去除的比较研究[J];化学学报;2017年06期
10 辛梓弘;凡小梅;倪海晨;曹广霞;;纳米零价铁的制备及其对废水中铬的去除作用研究[J];广州化工;2017年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 关小红;;弱磁场强化零价铁去除水中有毒金属离子的效能和机制[A];2014年第12届全国水处理化学大会暨学术研讨会论文摘要集[C];2014年
2 刘俊峰;祝怡斌;李青;陈斌;鞠丽萍;朱亦珺;;壳聚糖-纳米零价铁吸附二价镉研究[A];2015年中国环境科学学会学术年会论文集[C];2015年
3 刘静;刘爱荣;张伟贤;;纳米零价铁在修复重金属污染水体中物理化学性质演变研究[A];2013中国环境科学学会学术年会浦华环保优秀论文集[C];2013年
4 刘国平;;钢渣综合利用技术[A];2016京津冀钢铁业环保技术论坛大会报告集[C];2016年
5 苏兴文;李晓阳;刘镭;;鞍钢鲅鱼圈钢厂钢渣短流程处理的应用与实践[A];第八届(2011)中国钢铁年会论文集[C];2011年
6 赵蕊;李娜;刘银梅;高羽;;钢渣金属回收的关键技术和设备的研究开发[A];第八届(2011)中国钢铁年会论文集[C];2011年
7 张海龙;;钢渣的处理及综合利用[A];2014年冶金渣处理工艺及综合利用技术交流会论文集[C];2014年
8 李伟;王海龙;李峰;张晓铭;穆连萍;王志;;废钢渣在岩土工程中的再利用[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
9 姜绪华;;钢渣“热泼闷渣”工艺在生产中应用[A];2011年全国冶金安全环保学术交流会论文集[C];2011年
10 叶冰;时秋颖;;浅谈钢渣综合利用途径及处理工艺的选择[A];2011年全国冶金安全环保学术交流会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 丁洁 黄传宝 佟晓宾;全国首条全钢渣市政路在我市建成[N];太原日报;2015年
2 周志刚;百日清走百万吨钢渣[N];中国环境报;2015年
3 吴龙 郝以党;熔融钢渣热闷处理技术[N];世界金属导报;2014年
4 南京苏材重型机械有限公司 王志强;破磨分离研磨钢渣效益显著[N];中国建材报;2013年
5 赵俊学 李小明 唐雯聃 施瑞盟;钢渣回收利用到底难在哪儿?[N];中国冶金报;2013年
6 本报记者 刘纪生 通讯员 刘瑞杰;我国钢渣综合利用技术亟待突破[N];中国冶金报;2008年
7 ;国内率先采用转炉熔融钢渣热闷技术[N];世界金属导报;2011年
8 商立超、赵家伟、吉海立;全省首家废钢渣提炼纯铁项目正式投产[N];唐山劳动日报;2011年
9 佟晓宾;太钢率先用钢渣造肥料[N];中国化工报;2011年
10 姜瑛;谁“吃掉”了堆积如山的废钢渣?[N];中国环境报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭一舟;基于硫酸根自由基高级氧化技术处理染料废水效能及机理研究[D];华中科技大学;2016年
2 吴鸿伟;改性生物炭负载纳米零价铁系材料的制备及其对头孢类抗生素的去除机理研究[D];中国矿业大学;2018年
3 李靖;纳米零价铁核壳材料合成及其吸附性能研究[D];中国石油大学(北京);2017年
4 杨喆;H_2O_2介导强化零价铁去污特性及其作用机制[D];南京大学;2018年
5 孔鑫;零价铁对生活垃圾有机质高负荷厌氧消化的调控效应研究[D];清华大学;2017年
6 陈海峰;碳基纳米零价铁复合材料去除饮用水中三氯硝基甲烷的研究[D];南京大学;2017年
7 穆毅;草酸或零价纳米铁还原去除水体六价铬及机理研究[D];华中师范大学;2018年
8 彭犇;热态钢渣改性及改性渣物理化学性质研究[D];北京科技大学;2016年
9 李晋岩;钢渣中磷酸盐的选择性富集与分离[D];北京科技大学;2017年
10 田凯勋;超声波/零价铁体系降解典型氯代芳香化合物特性及机理研究[D];湘潭大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王培;纤维素改性纳米零价铁及其对水中染料的脱色降解研究[D];昆明理工大学;2015年
2 张悦;零价铁对土壤中多氯联苯降解特性研究[D];辽宁工程技术大学;2017年
3 吕丹;硫化纳米零价铁对水中Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的去除性能研究[D];浙江大学;2019年
4 楼轶玲;改性纳米零价铁去除多氯联苯-重金属复合污染的研究[D];浙江大学;2019年
5 齐吉朋;零价铁协同光催化降解典型氯化萘及其机理的研究[D];齐鲁工业大学;2018年
6 焦春磊;碳改性纳米零价铁在铬污染治理中的应用研究[D];北京化工大学;2018年
7 汪正猛;超重力法纳米零价铁的制备及其性能研究[D];北京化工大学;2018年
8 汪滔;新型PDA/PVDF?Al_2O_3-Fe~0复合材料的制备及其去除水中Cr(Ⅵ)的性能研究[D];昆明理工大学;2018年
9 吴宇炜;改性零价铁的制备及其处理四环素类和氯霉素类抗生素废水的研究[D];山东大学;2018年
10 邓俊敏;生物炭负载纳米零价铁在还原及氧化体系下对污染物的去除研究[D];湖南大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026