基于鋼渣資源化利用的類Fenton反應(yīng)去除有機(jī)污染物的機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-09 12:28
隨著現(xiàn)代工業(yè)化的迅猛發(fā)展,環(huán)境污染現(xiàn)象日趨突出。其中農(nóng)藥和抗生素等有機(jī)污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類健康造成巨大威脅。因此,尋求高效、簡(jiǎn)便以及低成本的去除有機(jī)污染物的方法是一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。我國(guó)是世界鋼鐵生產(chǎn)第一大國(guó),在鋼鐵生產(chǎn)的同時(shí)也產(chǎn)生大量的鋼渣。鋼渣中含有大量的Fe2O3和FeO,因此可以用作類Fenton反應(yīng)的催化劑。然而,鋼渣中也含有大量的堿性成分(CaO和MgO等),在溶液中會(huì)發(fā)生水解,造成溶液的pH值大幅上升,對(duì)類Fenton反應(yīng)造成負(fù)面影響。因此,鋼渣催化的類Fenton體系通常需要添加大量的酸以保持酸性的反應(yīng)條件,導(dǎo)致操作變復(fù)雜和成本上升。為了解決上述問(wèn)題,本文通過(guò)化學(xué)方法對(duì)鋼渣進(jìn)行改性,有效地降低了鋼渣的堿性,且顯著地提高了其催化能力,并重點(diǎn)研究了改性鋼渣/H2O2類Fenton體系對(duì)有機(jī)污染物的去除行為機(jī)理。另一方面,本文考察了鋼渣在農(nóng)藥污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用潛力,構(gòu)建了鋼渣/H2O2類Fenton氧化體系和鋼渣/H2O...
【文章頁(yè)數(shù)】:148 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景和意義
1.2 有機(jī)污染水體及其治理技術(shù)概述
1.2.1 物理法
1.2.2 化學(xué)法
1.2.3 生物法
1.3 有機(jī)污染土壤及常見(jiàn)修復(fù)技術(shù)概述
1.3.1 物理修復(fù)
1.3.2 化學(xué)修復(fù)
1.3.3 微生物修復(fù)
1.3.4 植物修復(fù)
1.4 Fenton氧化技術(shù)概述
1.4.1 均相Fenton反應(yīng)
1.4.2 異相Fenton體系
1.5 鋼渣及其資源化利用概述
1.5.1 鋼渣的理化性質(zhì)
1.5.2 鋼渣的資源化利用現(xiàn)狀
1.6 課題研究目的和內(nèi)容
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 改性鋼渣/H_2O_2類Fenton反應(yīng)對(duì)水體中甲草胺的去除行為機(jī)理研究
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2.3 改性鋼渣制備方法
2.2.4 表征方法
2.2.5 類Fenton反應(yīng)
2.2.6 測(cè)量方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 材料的表征
2.3.2 鋼渣和水楊酸改性鋼渣在水中的析出鐵離子測(cè)定
2.3.3 不同體系中甲草胺的降解情況
2.3.4 甲草胺降解的影響因素研究
2.3.5 甲草胺降解產(chǎn)物研究
2.3.6 改性鋼渣重復(fù)利用性能研究
2.4 本章小結(jié)
第3章 改性鋼渣/H_2O_2類Fenton反應(yīng)對(duì)水體中鼠李糖脂增溶態(tài)正十六烷的去除行為機(jī)理研究
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.2.3 鼠李糖脂增溶態(tài)正十六烷的制備
3.2.4 改性鋼渣制備方法
3.2.5 吸附試驗(yàn)
3.2.6 降解試驗(yàn)
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 吸附動(dòng)力學(xué)
3.3.2 十六烷的降解情況
3.3.3 鼠李糖脂的降解情況
3.3.4 體系的pH和H_2O_2濃度的變化
3.3.5 催化劑重復(fù)利用性能
3.4 本章小結(jié)
第4章 鋼渣復(fù)合材料/H_2O_2類Fenton反應(yīng)對(duì)水體磺胺二甲基嘧啶的去除行為機(jī)理研究
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.2.3 Co-SAM-SCS的制備方法
4.2.4 表征方法
4.2.5 吸附試驗(yàn)
4.2.6 類Fenton反應(yīng)
4.2.7 測(cè)量方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 材料的表征
4.3.2 材料對(duì)SMZ的吸附
4.3.3 不同體系中SMZ的降解情況
4.3.4 SMZ降解的影響因素研究
4.3.5 自由基捕獲實(shí)驗(yàn)
4.3.6 催化機(jī)理研究
4.3.7 SMZ的降解產(chǎn)物和降解途徑研究
4.3.8 催化劑重復(fù)利用性和穩(wěn)定性研究
4.3.9 降解不同廢水中的SMZ
4.3.10 成本估算
4.4 本章小結(jié)
第5章 鋼渣/H_2O_2類Fenton反應(yīng)對(duì)土壤中阿特拉津的去除行為及其對(duì)土壤性質(zhì)影響的研究
5.1 前言
5.2 材料與方法
5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
5.2.3 測(cè)量方法
5.2.4 類Fenton反應(yīng)
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 鋼渣投加量對(duì)阿特拉津去除率的影響
5.3.2 H_2O_2濃度對(duì)阿特拉津去除率的影響
5.3.3 反應(yīng)體系溫度的變化
5.3.4 體系H_2O_2濃度的變化
5.3.5 處理前后土壤性質(zhì)的改變
5.3.6 應(yīng)用前景
5.4 本章小結(jié)
第6章 鋼渣/H_2O_2類Fenton反應(yīng)聯(lián)合生物方法對(duì)土壤中阿特拉津的去除行為機(jī)理研究
6.1 前言
6.2 材料與方法
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與菌種
6.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
6.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
6.2.4 測(cè)量方法
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 不同體系對(duì)阿特拉津的降解
6.3.2 稻草秸稈添加量對(duì)阿特拉津降解的影響
6.3.3 鋼渣添加量對(duì)阿特拉津降解的影響
6.3.4 生物修復(fù)過(guò)程中胞外酶活性的變化
6.3.5 化學(xué)-生物聯(lián)合修復(fù)對(duì)土壤性質(zhì)的改變
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
附錄 B 攻讀學(xué)位期間獲得的發(fā)明專利
附錄 C 攻讀學(xué)位期間參與和負(fù)責(zé)的研究課題
附錄 D 攻讀學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]濕式氧化法預(yù)處理高濃度合成制藥廢水的研究[J]. 曾旭,劉俊,趙建夫. 工業(yè)水處理. 2017(08)
[2]鋼渣資源化利用現(xiàn)狀分析[J]. 賈要強(qiáng),孫志敏,王星磊,王宏磊,宋健. 河北企業(yè). 2017(05)
[3]環(huán)境中抗生素污染現(xiàn)狀及檢測(cè)技術(shù)[J]. 周志洪,吳清柱,王秀娟,丘錦榮. 分析儀器. 2016(06)
[4]農(nóng)藥化工廢水處理技術(shù)研究[J]. 王純,蔣全科. 化工管理. 2016(09)
[5]鋼渣非均相類Fenton反應(yīng)降解亞甲基藍(lán)的研究[J]. 楊合,王振,韓沖,薛向欣. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[6]改性鋼渣對(duì)鎘離子吸附特征的研究[J]. 張路遙,南忠仁,鄭玉祥. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2015(08)
[7]水泥—鋼渣—礦渣復(fù)合膠凝材料的水化特性[J]. 王強(qiáng),黎夢(mèng)圓,石夢(mèng)曉. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]2000—2011年國(guó)內(nèi)重大突發(fā)性水污染事件統(tǒng)計(jì)分析[J]. 艾恒雨,劉同威. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(04)
[9]燒結(jié)氣氛對(duì)鋼渣微晶玻璃復(fù)合材料性能的影響[J]. 李宇,張玲玲,王洋,蒼大強(qiáng). 稀有金屬材料與工程. 2013(S1)
[10]赤鐵礦光助類Fenton降解有毒有機(jī)污染物[J]. 張鈺,顧彥,楊慧,何燕,李瑞萍,黃應(yīng)平,張愛(ài)清. 環(huán)境科學(xué). 2012(04)
碩士論文
[1]鋼渣處理酸性含鉛廢水的性能研究[D]. 殷云皓.南京理工大學(xué) 2016
[2]基于天然礦物催化劑的UV-類Fenton氧化處理印染廢水研究[D]. 趙琪.東華大學(xué) 2016
本文編號(hào):3672558
【文章頁(yè)數(shù)】:148 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景和意義
1.2 有機(jī)污染水體及其治理技術(shù)概述
1.2.1 物理法
1.2.2 化學(xué)法
1.2.3 生物法
1.3 有機(jī)污染土壤及常見(jiàn)修復(fù)技術(shù)概述
1.3.1 物理修復(fù)
1.3.2 化學(xué)修復(fù)
1.3.3 微生物修復(fù)
1.3.4 植物修復(fù)
1.4 Fenton氧化技術(shù)概述
1.4.1 均相Fenton反應(yīng)
1.4.2 異相Fenton體系
1.5 鋼渣及其資源化利用概述
1.5.1 鋼渣的理化性質(zhì)
1.5.2 鋼渣的資源化利用現(xiàn)狀
1.6 課題研究目的和內(nèi)容
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 改性鋼渣/H_2O_2類Fenton反應(yīng)對(duì)水體中甲草胺的去除行為機(jī)理研究
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2.3 改性鋼渣制備方法
2.2.4 表征方法
2.2.5 類Fenton反應(yīng)
2.2.6 測(cè)量方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 材料的表征
2.3.2 鋼渣和水楊酸改性鋼渣在水中的析出鐵離子測(cè)定
2.3.3 不同體系中甲草胺的降解情況
2.3.4 甲草胺降解的影響因素研究
2.3.5 甲草胺降解產(chǎn)物研究
2.3.6 改性鋼渣重復(fù)利用性能研究
2.4 本章小結(jié)
第3章 改性鋼渣/H_2O_2類Fenton反應(yīng)對(duì)水體中鼠李糖脂增溶態(tài)正十六烷的去除行為機(jī)理研究
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.2.3 鼠李糖脂增溶態(tài)正十六烷的制備
3.2.4 改性鋼渣制備方法
3.2.5 吸附試驗(yàn)
3.2.6 降解試驗(yàn)
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 吸附動(dòng)力學(xué)
3.3.2 十六烷的降解情況
3.3.3 鼠李糖脂的降解情況
3.3.4 體系的pH和H_2O_2濃度的變化
3.3.5 催化劑重復(fù)利用性能
3.4 本章小結(jié)
第4章 鋼渣復(fù)合材料/H_2O_2類Fenton反應(yīng)對(duì)水體磺胺二甲基嘧啶的去除行為機(jī)理研究
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.2.3 Co-SAM-SCS的制備方法
4.2.4 表征方法
4.2.5 吸附試驗(yàn)
4.2.6 類Fenton反應(yīng)
4.2.7 測(cè)量方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 材料的表征
4.3.2 材料對(duì)SMZ的吸附
4.3.3 不同體系中SMZ的降解情況
4.3.4 SMZ降解的影響因素研究
4.3.5 自由基捕獲實(shí)驗(yàn)
4.3.6 催化機(jī)理研究
4.3.7 SMZ的降解產(chǎn)物和降解途徑研究
4.3.8 催化劑重復(fù)利用性和穩(wěn)定性研究
4.3.9 降解不同廢水中的SMZ
4.3.10 成本估算
4.4 本章小結(jié)
第5章 鋼渣/H_2O_2類Fenton反應(yīng)對(duì)土壤中阿特拉津的去除行為及其對(duì)土壤性質(zhì)影響的研究
5.1 前言
5.2 材料與方法
5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
5.2.3 測(cè)量方法
5.2.4 類Fenton反應(yīng)
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 鋼渣投加量對(duì)阿特拉津去除率的影響
5.3.2 H_2O_2濃度對(duì)阿特拉津去除率的影響
5.3.3 反應(yīng)體系溫度的變化
5.3.4 體系H_2O_2濃度的變化
5.3.5 處理前后土壤性質(zhì)的改變
5.3.6 應(yīng)用前景
5.4 本章小結(jié)
第6章 鋼渣/H_2O_2類Fenton反應(yīng)聯(lián)合生物方法對(duì)土壤中阿特拉津的去除行為機(jī)理研究
6.1 前言
6.2 材料與方法
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與菌種
6.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
6.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
6.2.4 測(cè)量方法
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 不同體系對(duì)阿特拉津的降解
6.3.2 稻草秸稈添加量對(duì)阿特拉津降解的影響
6.3.3 鋼渣添加量對(duì)阿特拉津降解的影響
6.3.4 生物修復(fù)過(guò)程中胞外酶活性的變化
6.3.5 化學(xué)-生物聯(lián)合修復(fù)對(duì)土壤性質(zhì)的改變
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
附錄 B 攻讀學(xué)位期間獲得的發(fā)明專利
附錄 C 攻讀學(xué)位期間參與和負(fù)責(zé)的研究課題
附錄 D 攻讀學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]濕式氧化法預(yù)處理高濃度合成制藥廢水的研究[J]. 曾旭,劉俊,趙建夫. 工業(yè)水處理. 2017(08)
[2]鋼渣資源化利用現(xiàn)狀分析[J]. 賈要強(qiáng),孫志敏,王星磊,王宏磊,宋健. 河北企業(yè). 2017(05)
[3]環(huán)境中抗生素污染現(xiàn)狀及檢測(cè)技術(shù)[J]. 周志洪,吳清柱,王秀娟,丘錦榮. 分析儀器. 2016(06)
[4]農(nóng)藥化工廢水處理技術(shù)研究[J]. 王純,蔣全科. 化工管理. 2016(09)
[5]鋼渣非均相類Fenton反應(yīng)降解亞甲基藍(lán)的研究[J]. 楊合,王振,韓沖,薛向欣. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[6]改性鋼渣對(duì)鎘離子吸附特征的研究[J]. 張路遙,南忠仁,鄭玉祥. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2015(08)
[7]水泥—鋼渣—礦渣復(fù)合膠凝材料的水化特性[J]. 王強(qiáng),黎夢(mèng)圓,石夢(mèng)曉. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]2000—2011年國(guó)內(nèi)重大突發(fā)性水污染事件統(tǒng)計(jì)分析[J]. 艾恒雨,劉同威. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(04)
[9]燒結(jié)氣氛對(duì)鋼渣微晶玻璃復(fù)合材料性能的影響[J]. 李宇,張玲玲,王洋,蒼大強(qiáng). 稀有金屬材料與工程. 2013(S1)
[10]赤鐵礦光助類Fenton降解有毒有機(jī)污染物[J]. 張鈺,顧彥,楊慧,何燕,李瑞萍,黃應(yīng)平,張愛(ài)清. 環(huán)境科學(xué). 2012(04)
碩士論文
[1]鋼渣處理酸性含鉛廢水的性能研究[D]. 殷云皓.南京理工大學(xué) 2016
[2]基于天然礦物催化劑的UV-類Fenton氧化處理印染廢水研究[D]. 趙琪.東華大學(xué) 2016
本文編號(hào):3672558
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