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光化学反应降解有机污染物的研究

来源:http://myeducs.cn 联系QQ:点击这里给我发消息 作者: 用户投稿 来源: 网络 发布时间: 13/08/27

网学网为需要硕士毕业论文的朋友们搜集整理了光化学反应降解有机污染物的研究相关资料,希望对各位网友有所帮助!

引言
  
  随着我国经济的不断发展,工业废水的种类不断的增多,各种污染物质对环境的危害也日益加剧。各种有毒难降解的有机物排放到水体,尤其在饮用水体中,这些有机污染物质对人体健康影响极大,绝大多数对人体有急性或慢性、直接或间接的致毒作用,有的还能积累在组织内部,改变细胞的DNA 结构,产生致癌变、致畸变和突变的作用。因此去除水体当中的有机污染物有着重大的理论和实际意义。
  光化学反应,就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射,受激产生分子激发态,之后才会发生化学变化到一个稳定的状态,或者变成引发热反应的中间化学产物。自然环境中有一部分的近紫外光(290-400nm),它们极易被有机污染物吸收,在有活性物质存在时就会发生强烈的光化学反应是有机物发生降解,逐步氧化成低分子中间产物,而最终生成二氧化碳、水及其他的离子。
  
  1 光化学反应技术
  
  1.1 UV/H2O2 降解有机物
  过氧化氢作为一种强氧化剂(pH 值分别为0 和14 时,对应的氧化还原电位分别为1.80V和0.87V),氧化性强、安全、易得,已经被广泛用于处理废水和废气中无机和有机污染物。但是,对于一些难降解有机污染物,仅用H2O2 作为氧化剂,不能将其有效地降解,而采用UV/H2O2 联合工艺,紫外光可促使过氧化氢分解产生氧化性强的羟基自由基(OH),进而进行自由基反应来降解污染物。
  氯酚类有机物因其结构稳定,难以生物降解,采用传统的生化或化学氧化法难以奏效,在陈琳等的研究当中采用UV/H2O2 系统处理含对氯苯酚的废水。实验考察了直接光照(UV/N2) ,单独曝气(air) ,双氧水加曝气(H2O2/ air) 以及UV/ H2O2/ air 各系统对总酚及CODCr 的降解效果,结果表明,UV/ H2O2/ air 的CODCr 降解率明显提高。
  油田聚合物驱采油技术大大提高了原油的采收率,同时也产生了大量含有聚丙烯酰胺(HPAM)的污水。由于污水粘度高,水中的油滴及固体悬浮物的稳定性增强,因此该污水难以处理[4-5]。根据崔宝臣等的研究表明UV/H2O2 组合降解HPAM 比单独使用H2O2 或UV效果好,UV 对降解效果具有明显的促进作用。
  
  1.2 UV/H2O2 降解有机物
  在处理高浓度、难降解,有毒有害废水方面UV/Fenton 催化氧化处理技术表现出比其他方法更多的优势,而且相应的处理成本与其他方法相近。利用Fenton 试剂的强氧化性,辅以紫外光,可以增强 Fenton 试剂的氧化能力,减少过氧化强的用量,并提高处理效率,可以有效地分解有机物,而且矿化程度较好,适宜于处理中低浓度的有机废水,在受污染的地下水处理方面有独特的优势。
  在皂素的生产过程中,产生大量的工业废水。皂素废水水质具有强酸性、高浓度的特点,属于难降解工业废水,传统工艺处理效果不理想。胡晓莲 的实验研究当中,利用自制的设备采用UV/Fenton 法对皂素废水进行处理,2 小时内COD 去除率可达到90%以上,同时具有良好的脱色效果。
  苯酚具有较强的毒性,能导致人头晕、贫血和神经系统紊乱等疾病,具有致畸、致癌和致突变的潜在毒性。它在水中的分布,直接威胁着人类的身体健康,是环境中存在的重要有毒有害的染物之一。由于苯酚的难降解性,使得含苯酚废水的处理受到大家的普遍关注。目前,对含苯酚废水的处理方法有很多,但单纯采用任何一种方法,都难以达到预期的目的。
  尹宏生等利用UV/Fenton 法处理毒性,难降解的苯酚废水。实验结果表明该法对苯酚具有很好的去除率,当c(H2O2)=12.76 mmol/L,n(Fe2+):c(H2O2)=1:20,pH=3,常温下反应30 min,COD 去除率达到86%,苯酚可去除率达到99%。
  
  1.3 UV/O3 降解有机物
  UV/O3 是将臭氧与紫外光辐射相结合,具有反应完全、速度快、无二次污染等优点。UV/O3 法协同作用的优势在于:(1)有机物在紫外光的辐射下被活化,从而易于被臭氧氧化分解;(2)水中溶解臭氧在紫外光的照射下生成羟基自由基(HO·) ,进而加速水中有机物的去除速率。目前,UV/O3 技术已经广泛地应用于难生物降解有机物的处理中六氯苯(HCB)主要用于谷类作物种子外膜防治真菌危害的有机氯杀菌剂,同时也是生产其它氯化物的中间体。HCB 结构稳定,难以生物降解,具有生物积累性,对人类健康和环境具有严重的危害性。魏东洋等利用UV/O3 法对水中六氯苯进行降解。其研究中对比了单独紫外光、单独臭氧与UV/O3 对HCB 的去除效果,其中UV< O3<UV/O3。

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