零价铁活化过硫酸钾降解对氯苯酚废水特性及机理研究

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1、学校代码10530学号201230151525分类号X703密级硕士学位论文零价铁活化过硫酸钾降解对氯苯酚废水特性及机理研究学位申请人杨广超指导教师田凯勋副教授学院名称化工学院学科专业环境科学与工程研究方向废水处理新技术二零一五年六月五日湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｕｉ？标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，巧已在文中Ｗ明确方式

2、标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名；柄起曰期：２於化宇＾月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅巧借阅。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。－々作者签名：怒曰期：梦以年６月／曰导师签名：日期：件若月日、句女C

3、haracteristicanddegradationmechanismofp-chlorophenolusingpotassiumpersulfate/zero-valentironsysteminsimulationwastewaterCandidateYangGuangchaoSupervisorAssociateProfessorTianKaixunCollegeCollegeofChemicalEngineeringProgramEnvironmentalScienceandEngineering

4、SpecializationNewTechnologyofWaterTreatmentDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune5th,2015摘要作为一种重要化工原料，氯酚类物质已被广泛应用于日常生产和生活，由此产生的环境问题也日益严重。本文以对氯苯酚（4-CP）作为目标污染物，采用零价铁活化过硫酸钾高级氧化技术处理对氯苯酚模拟废水，并对4-CP去除效率的主要影响因素及体系的降解机理进行了研究。本文考察了反应温度、初始pH、目

5、标污染物浓度、零价铁投加量等因素对体系去除4-CP的影响。结果表明，零价铁/过硫酸钾体系能够有效去除废水中对氯苯酚且最佳反应条件为：反应温度为30℃、体系初始pH值为5、目标污染物初始浓度为20mg/L、零价铁投加量为0.3g/L、过硫酸钾浓度为1.6mmol/L。最佳实验条件下，60分钟时4-CP去除率可达90%以上。进一步的实验表明，过硫酸钾的分批投加也可以提高4-CP去除率。通过降解动力学模拟可知，对氯苯酚的降解反应符合准一级反应动力学。过硫酸钾/零价铁体系在降解过程中的特性研究表明，溶液的pH值会随

6、着反应的进行而逐渐降低，证明体系中有酸性物质产生。二价铁离子浓度变化与4-CP去除率关系显示，亚铁离子浓度直接决定4-CP去除率的高低。由不同体系的对照实验可知，单独零价铁体系和单独过硫酸钾体系对4-CP的去除率较低，表明4-CP的降解是体系联合作用的结果。自由基清除剂实验显示，添加甲醇和叔丁醇后，体系4-CP去除率分别降低了70%和30%。结果表明，体系中生成了硫酸根自由基和羟基自由基，而且硫酸根自由基对4-CP的降解起着主要作用。羟基自由基产生量检测的实验数据进一步证实了这一结论。TOC测定结果显示，体

7、系的矿化率远远低于同时刻4-CP的去除率，矿化过程进行得比较缓慢。离子色谱法捕捉到体系中氯离子浓度逐渐增加，表明体系中发生了脱氯反应。结合之前分析结果，4-CP的降解过程大致可推测如下：首先4-CP发生脱氯反应和氧化反应生成中间产物对苯二酚和对苯醌，然后中间产物被硫酸根自由基攻击，发生开环氧化生成小分子酸，最后转化为二氧化碳和水而除去。关键词：对氯苯酚；硫酸根自由基；高级氧化技术；降解IAbstractAsanimportantchemicalmaterial,chlorophenolshavebeenwi

8、delyusedinproductionandindailylifesincethetwenty-firstcentury.Andtheenvironmentalproblemsbecomemoreseriousthanbefore.Anewadvancedoxidationtechnologywasdescribedinthisstudy.Asthetargetpollutant,the4-chlorophen