VUV/air降解乙硫氮和苯甲羟肟酸的研究

摘要

随着环保法规的日益严格，传统工艺存在的局限性使其对选矿废水中的有机药剂处理效果已达不到预期要求，基于此，本文采用改进的高级氧化法—真空紫外/空气法（VUV/air）对乙硫氮和苯甲羟肟酸两种选矿废水中的目标污染物进行实验研究。考察了不同因素对降解效果的影响并确定最优降解条件，同时从动力学的角度研究VUV/air法降解目标污染物的行为，并对反应过程中VUV/air法对目标污染物的降解机理进行分析。主要研究内容与结果如下：
　　(1)分别研究了VUV、VUV/air和VUV/O3在同等条件下对两种目标污染物的降解效果。实验结果表明，三种方法对乙硫氮和苯甲羟肟酸均有降解效果，并均表现为VUV/O3＞VUV/air＞VUV，由于VUV/O3和VUV/air的降解效果接近，从处理成本角度考虑，本文确定对VUV/air降解方法进行深入研究。
　　(2)在VUV/air降解两种目标污染物的实验中，均考察了紫外线强度、溶液pH、曝气量、溶液初始浓度及共存阴离子等因素对降解效果的影响，并确定了最优降解条件。研究发现紫外线强度均对降解效果基本没有影响。对于乙硫氮初始浓度为50 mg/L的模拟废水，其最佳降解条件为：溶液pH值为3，曝气量为0.6 L/min，反应时间为10 min，此时降解率可达到97.58％。通过正交实验确定各主要因素对降解效果影响的主次顺序为：反应时间＞pH＞曝气量。6种共存阴离子对降解效果的影响为：SiO32-＞HCO3-＞SO42-＞NO3-＞CO32-＞Cl-，且6种阴离子对反应均表现为抑制作用。对于苯甲羟肟酸初始浓度为30 mg/L的模拟废水，其最佳降解条件为：溶液pH为4，曝气量为0.6 L/min，反应时间为120 min，此时降解率可达到78.89%。通过正交实验确定各主要因素对降解效果影响的主次顺序为：浓度＞反应时间＞曝气量＞pH。5种共存阴离子对降解效果的影响为：SiO32-＞HCO3-＞CO32-＞SO42-＞Cl-，其中前3种离子对反应均表现为强烈的抑制作用，后2种表现为促进作用。
　　(3) VUV/air降解两种目标污染物行为均符合一级动力学方程ln(Ct/C0)=-kt。在分析降解机理时发现，在降解乙硫氮时直接光降解起主要作用，羟基自由基起次要作用；而在降解苯甲羟肟酸时直接光降解及羟基自由基均起主要作用。反应过程中两种目标污染物均不能直接被氧化生成CO2和H2O等小分子，而是先被分解成其他小分子中间产物，随着反应时间的增加，中间产物也不断被降解。

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第一章 绪论

1.1 概述

1.2 浮选药剂综述

1.3乙硫氮简介

1.4苯甲羟肟酸简介

1.5 浮选药剂对环境的危害

1.6 国内外对选矿废水中浮选药剂处理方法研究现状

1.7 高级氧化技术

1.8 课题研究的目的及意义

1.9 课题研究的内容

1.10 技术路线

第二章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.3 分析方法

2.4 计算方法

第三章 VUV/air降解模拟废水中乙硫氮的研究

3.1 乙硫氮的自降解实验

3.2 不同方法对乙硫氮降解效果及比较

3.3 影响因素

3.4 正交实验

3.5 动力学研究

3.6 机理分析

3.7 本章小结

第四章 VUV/air降解模拟废水中苯甲羟肟酸的研究

4.1 不同方法对苯甲羟肟酸降解效果及比较

4.2 影响因素

4.3 正交实验

4.4 动力学研究

4.5 机理分析

4.6 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

附录A 微波消解法测定COD

致谢

攻读学位期间的研究成果