微波-Fenton法對(duì)絡(luò)合態(tài)重金屬與有機(jī)物的共去除研究.pdf

1、絡(luò)合重金屬?gòu)U水來(lái)源廣泛、成分復(fù)雜，含有大量有毒有害的有機(jī)污染物質(zhì)和重金屬，生物降解性能差，是工業(yè)廢水治理的重點(diǎn)。本論文采用微波輻射強(qiáng)化Fenton技術(shù)處理模擬絡(luò)合重金屬?gòu)U水，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)、單因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定了體系的最佳反應(yīng)條件;優(yōu)化反應(yīng)條件下，采用Ferron逐時(shí)比色法、ESR電子捕集技術(shù)分析了微波-Fenton處理低濃度EDTA-Cu-Ni廢水過(guò)程中的鐵形態(tài)與羥基變化規(guī)律，并對(duì)比分析了微波-Fenton、微波-H2O2在處理高濃度E

2、DTA-Cu、EDTA-Ni、EDTA-Cu-Ni三種廢水過(guò)程中有機(jī)物的降解機(jī)理及重金屬離子的催化氧化作用機(jī)制;通過(guò)微波水熱法對(duì)微波-Fenton處理后的剩余污泥進(jìn)行了處理并采用XRD對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。
　　 正交試驗(yàn)結(jié)果表明:微波-Fenton法處理絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水的主要影響因子為Fe2+投加量、初始pH值、H2O2投加量及反應(yīng)溫度，而反應(yīng)時(shí)間在9min左右去除率已基本能達(dá)到平衡;其中Fe2+投加量影響最為顯著;CODcr與Ni

3、離子去除效率的影響因子的權(quán)重次序一致，為Fe2+投加量＞初始pH值＞H2O2投加量＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)時(shí)間;而對(duì)Cu離子去除的權(quán)重次序則為Fe2+投加量＞H2O2投加量＞反應(yīng)溫度＞初始pH值＞反應(yīng)時(shí)間。
　　 單因素影響優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在反應(yīng)時(shí)間為9min時(shí)，微波-Fenton處理EDTA-Cu-Ni廢水的最優(yōu)反應(yīng)條件為:Fe2+投加量0.5mmol/L，H2O2投加量185mmol/L，初始pH值2.5，反應(yīng)溫度80℃;此時(shí)的C

4、ODcr∶Fe2+∶H2O2的比值為1∶0.06∶15(mg/L);有機(jī)物與Ni離子的去除率隨pH值的升高而下降;在初始pH值≥2.5時(shí)，Cu離子的去除效率基本不受影響，均能保持較高的去除率;在45～85℃的溫度區(qū)間內(nèi)，反應(yīng)溫度對(duì)體系中的有機(jī)物和重金屬的去除速率呈階段式變化。
　　 優(yōu)化反應(yīng)條件下，采用Ferron逐時(shí)比色法測(cè)定微波-Fenton處理EDTA-Cu-Ni廢水過(guò)程中的鐵形態(tài)，表明:初始pH值、反應(yīng)溫度、H2O2投加

5、量對(duì)反應(yīng)體系中的Fe(Ⅲ)形態(tài)影響突出，在初始pH值＜2.5或反應(yīng)溫度低于65℃或H2O2投加量較少時(shí)，反應(yīng)體系的有機(jī)物降解效果較差，使其與鐵離子形成絡(luò)合物，從而影響鐵離子的絮凝性能。絮凝作用和氧化作用共同影響Cu離子的去除效果。
　　 重金屬協(xié)同催化實(shí)驗(yàn)表明:單獨(dú)的微波-Fenton法處理EDTA，CODcr去除率低;重金屬離子與EDTA的絡(luò)合作用，改變EDTA的降解途徑，促進(jìn)中間產(chǎn)物的降解;Cu離子在微波-H2O2反應(yīng)體系中

6、，有類Fenton催化氧化作用，但反應(yīng)的啟動(dòng)速率較慢。在只有Cu離子和Ni離子兩種金屬共存的微波-H2O2體系中，Ni離子的去除需依靠Cu離子的置換作用;EDTA降解過(guò)程中產(chǎn)生的NH4+，則不利于Cu離子的降解，需要控制NH4+的形成。
　　 以DMPO為電子捕集劑，采用ESR技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)溫度達(dá)到80℃時(shí)出現(xiàn)了·OH自由基的波形圖;EDTA降解過(guò)程中可能通過(guò)鍵的斷裂產(chǎn)生不穩(wěn)定的有機(jī)物如乙烯和羧甲基甲胺羧甲基甲醛希夫堿，進(jìn)