Fenton_絮凝耦合去除废水中Ni2+及DMP的试验研究

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1、Fenton/絮凝耦合去除废水中Ni2+及DMP的试验研究TheexperimentalstudyofremovingNi2+andDMPinwastewaterbythewayofFentonandflocculationtogether研究生：赵萌指导教师：杨辉副教授学科领域：建筑与土木工程二〇一五年十二月论文编号：课题来源：国家自然科学基金项目Fenton/絮凝耦合同步去除污水中重金属与有机物的机理研究(51178129)分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文Fenton/絮凝耦合去除废水中

2、Ni2+及DMP的试验研究作者姓名：赵萌入学年份：2013年9月指导教师：杨辉副教授学科领域：建筑与土木工程申请学位：工程硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年12月论文答辩日期：2015年12月学位授予日起：2016年1月答辩委员会主席：赵玉华答辩委员会组成：赵玉华胡筱敏张立成刘强李军论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要随着城市的不断发展，金属电镀、塑料制品等行业在促进国民经济的同时，也排放出同时含有重金属及有机物的废水，特别是Ni2+及邻苯二甲酸二甲酯(DMP)，造成了严重的环境污染问题，丞

3、待解决。本课题采用Fenton/絮凝耦合法处理同时具有塑料制品及金属电镀行业的工业园区所排放的DMP-Ni2+模拟废水。通过对不同影响因素及正交试验的探究，确定处理该废水的最优方案，并在此条件下，探究絮凝过程对Fenton反应的协同作用。采用电子顺磁共振波谱法(EPR)对Fenton反应过程中·OH及Fe的变化规律进行研究。并通过质谱法(MS)探索Fenton反应过程中可能产生的中间产物，推测DMP的Fenton降解途径。不同影响因素的探究试验及正交试验结果表明：过高的H2O2初始浓度及过大的H2+2O2/Fe摩尔比

4、均不利于Fenton/絮凝耦合反应。过高的Ca(OH)2投加量对反应的促进作用微弱，而过高的PAM投加量则对其具有抑制作用。Fenton/絮凝耦合处理DMP-Ni2+模拟废水的最优方案为：H2+2O2/Fe摩尔比为4:1，H2O2初始浓度为200mg/L，Ca(OH)2及PAM投加量分别为475mg/L和1mg/L。在此条件下，Fenton反应后DMP及Ni2+去除率分别为100%和14.31%。Fenton/絮凝耦合反应后DMP、COD及Ni2+总去除率分别为100%、65.80%及99.08%，出水COD及Ni2

5、+浓度分别为145.2mg/L及0.10mg/L。在最优方案条件下，采用间接测定法探究絮凝过程对Fenton反应的协同作用，结果表明絮凝过程对COD、Ni2+、Fe2+及Fe3+去除率分别为26.87%、80.32%、50.85%及92.53%。探究蒸馏水和DMP两种体系Fenton反应过程中·OH及Fe的变化规律，结果表明：两种体系中·OH均在反应初始阶段变化剧烈，浓度大幅度下降，而后趋于相对稳定。DMP体系中·OH浓度较蒸馏水体系要小的多。Fenton反应体系中Fe2+的浓度对·OH的影响作用很大，Fe2+的变化

6、趋势与·OH的变化趋势相类似，即Fe2+均是先大幅度下降，后趋于相对稳定的趋势，而Fe3+均是先大幅度上升，后趋于稳定。利用电喷雾电离质谱(ESI-MS)及大气压力化学电离质谱(APCI-MS)探究Fenton反应60min过程中可能存在的部分中间产物并推测DMP的Fenton降解途径，结果表明：中间产物可大致分为水解产物、羟基化产物、苯环取代产物、同系物产物以及开环小分子产物五大类，包括邻苯二甲酸、1,8-二羟基甲氧基苯、羟基邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯及丁二酸等。Fenton反应中产生的·OH既攻击苯环上的

7、碳原子，又攻击与苯环相连侧链上的碳原子，从而生成带有苯环的有机中间产物，这些产物在·OH的继续攻击下发生苯环断裂现象，生成开环小分子有机物，最终矿化成H2O和CO2。关键词：Fenton反应；絮凝；DMP-Ni2+模拟废水；·OH；中间产物II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththepersistentdevelopmentofthecity,someindustriesarepromotingthenationaleconomy,suchasmetalplatin

8、gandplasticproducts.Atthesametime,theycanalsodischargewastewatercontainingbothheavymetalandorganicmatter,expeciallyNi2+anddimethylphthalate(DMP).Seriousenvironmentalpollutio