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

1、絡(luò)合重金屬廢水來源廣泛、成分復(fù)雜，含有大量有毒有害的有機污染物質(zhì)和重金屬，生物降解性能差，是工業(yè)廢水治理的重點。本論文采用微波輻射強化Fenton技術(shù)處理模擬絡(luò)合重金屬廢水，通過正交實驗、單因素優(yōu)化實驗，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廢水過程中的鐵形態(tài)與羥基變化規(guī)律，并對比分析了微波-Fenton、微波-H2O2在處理高濃度E

2、DTA-Cu、EDTA-Ni、EDTA-Cu-Ni三種廢水過程中有機物的降解機理及重金屬離子的催化氧化作用機制;通過微波水熱法對微波-Fenton處理后的剩余污泥進行了處理并采用XRD對產(chǎn)物進行表征。
　　 正交試驗結(jié)果表明:微波-Fenton法處理絡(luò)合態(tài)重金屬廢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)時間在9min左右去除率已基本能達到平衡;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)時間;而對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)時間。
　　 單因素影響優(yōu)化實驗結(jié)果表明:在反應(yīng)時間為9min時，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℃;此時的C

4、ODcr∶Fe2+∶H2O2的比值為1∶0.06∶15(mg/L);有機物與Ni離子的去除率隨pH值的升高而下降;在初始pH值≥2.5時，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)溫度對體系中的有機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逐時比色法測定微波-Fenton處理EDTA-Cu-Ni廢水過程中的鐵形態(tài)，表明:初始pH值、反應(yīng)溫度、H2O2投加

5、量對反應(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，反應(yīng)體系的有機物降解效果較差，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)同催化實驗表明:單獨的微波-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)檢測發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)溫度達到80℃時出現(xiàn)了·OH自由基的波形圖;EDTA降解過程中可能通過鍵的斷裂產(chǎn)生不穩(wěn)定的有機物如乙烯和羧甲基甲胺羧甲基甲醛希夫堿，進