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气相沿面放电/活性炭纤维吸附联合处理双酚A废水的研究

作　者: 赵薇
导　师: 李国锋
学　校: 大连理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 气相沿面放电活性炭纤维吸附臭氧双酚A 联合处理
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

双酚A是一种重要的化工原料,作为典型的内分泌干扰物广泛存在于水环境中,臭氧氧化技术应用于水处理存在臭氧利用率低,反应速度慢,矿化率低等特点,活性炭纤维具有特殊的物理吸附特性和表面化学结构,不仅作为吸附剂,在臭氧氧化体系中活性炭纤维也作为诱导剂、催化剂,臭氧/活性炭纤维体系能提高臭氧对有机物的氧化效率。气相沿面放电等离子技术能产生03、·OH等高级氧化物质,本文对气相沿面放电等离子体技术及其联合活性炭纤维吸附技术处理双酚A废水进行了研究。研究结果如下：(1)采用气相沿面放电等离子体技术对双酚A废水降解进行了研究,最佳电极结构(高压弹簧直径/螺距=1/5)及空气流速(3 L/min) BPA的降解率随放电电压的增加而增加,随浓度的增加而降低,且碱性条件更有利于BPA的降解。(2)研究了气相沿面放电/活性炭纤维吸附技术联合(简称“联合处理”)对双酚A处理,在放电电压为7kV时,联合处理与单独气相沿面放电相比,双酚A去除率提高了23.6%,并提高了臭氧利用率；增加活性炭纤维的用量能明显提高对双酚A吸附能力,从而提高联合降解效果；放电电压和联合降解效果并未出现明显的正相关；添加自由基捕获剂后,由于活性炭纤维诱导臭氧氧化作用,联合处理对双酚A去除率的降低程度小于单独气相沿面放电。(3)通过SEM和FT-IR对联合处理后的活性炭纤维表面结构和性质进行了分析,经联合处理后纤维表面出现大量的孔道；且活性炭纤维表面还原性官能团减少,可能是还原性官能团与臭氧反应,诱导其产生强氧化自由基导致。通过LC-MS推测了双酚A的降解途径。(4)硝酸改性活性后活性炭纤维,虽然其吸附能力降低,但联合效果相比单独气相沿面放电提高了35.2%,且硝酸的浸渍浓度双酚A的联合降解效果有影响；通过SEM和FT-IR观察,联合处理后的酸改性纤维表面出现更大程度的孔道,且增加了N-H官能团。(5)氢氧化钠改性后的活性炭纤维,其吸附能力增加,联合效果相比单独气相沿面放电提高了43.6%,且氢氧化钠的浸渍浓度双酚A的联合降解效果有影响；通过SEM和FT-IR观察,联合处理后的碱改性纤维表面只出现一定数量的小孔洞,且除C-O官能团外,O-H、C=C都基本无变化。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
引言  10-11
1 绪论  11-21
  1.1 内分泌干扰物污染状况  11-12
  1.2 BPA废水处理现状及国内外研究进展  12-15
    1.2.1 高级氧化法处理  13
    1.2.2 生物处理法  13-14
    1.2.3 膜分离法  14
    1.2.4 活性炭吸附处理  14-15
  1.3 介质阻挡放电和活性炭纤维吸附技术  15-18
    1.3.1 介质阻挡放电技术  15-17
    1.3.2 活性炭纤维吸附技术  17
    1.3.3 臭氧氧化/ACF吸附技术  17-18
  1.4 存在问题及研究内容  18-21
    1.4.1 存在问题及研究思路  18-19
    1.4.2 研究内容和预期目标  19-21
2 实验仪器与方法  21-30
  2.1 实验材料与仪器  21-23
    2.1.1 实验原料  21-22
    2.1.2 实验仪器  22-23
  2.2 实验装置和方法  23-30
    2.2.1 实验装置  23-25
    2.2.2 实验分析及样品表征  25-30
3 气相沿面放电降解BPA的研究  30-36
  3.1 电极结构对BPA降解的影响  30-31
    3.1.1 电极结构的选择  30
    3.1.2 电极结构对BPA降解的影响  30-31
  3.2 气电参数对BPA降解的影响  31-33
    3.2.1 空气流速对BPA降解的影响  31-32
    3.2.2 放电电压对BPA降解的影响  32-33
  3.3 溶液参数对BPA降解的影响  33-35
    3.3.1 溶液初始浓度对BPA降解的影响  33-34
    3.3.2 溶液pH对BPA降解的影响  34-35
  3.4 本章小结  35-36
4 气相沿面放电/ACF吸附联合降解BPA的研究  36-46
  4.1 气相沿面放电/ACF吸附联合去除BPA  36-42
    4.1.1 气相沿面放电/ACF吸附联合去除BPA  36-37
    4.1.2 联合处理和单独放电的臭氧利用率变化  37-38
    4.1.3 ACF用量对BPA联合去除的影响  38-39
    4.1.4 放电电压对BPA联合去除的影响  39-40
    4.1.5 自由基捕获剂对BPA去除的影响  40-41
    4.1.6 COD的去除情况  41-42
  4.2 ACF的SEM和FT-IR分析  42-43
  4.3 BPA的产物分析  43-45
  4.4 本章小结  45-46
5 气相沿面放电/改性ACF联合去除BPA研究  46-55
  5.1 实验方法  46
  5.2 气相沿面放电/ACF_H吸附联合处理BPA  46-50
    5.2.1 气相沿面放电/ACF_H联合去除BPA  46-47
    5.2.2 HNO_3浸渍浓度对联合处理影响  47-49
    5.2.3 ACF_H的SEM扫描及FT-IR分析  49-50
  5.3 气相沿面放电/ACF_(Na)吸附联合处理BPA  50-54
    5.3.1 气相沿面放电/ACF_(Na)联合去除BPA  50-51
    5.3.2 NaOH浸渍浓度对联合处理影响  51-52
    5.3.3 ACF_(Na)的SEM扫描及FT-IR分析  52-54
  5.4 本章小结  54-55
结论  55-57
展望  57-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  62-63
致谢  63-64

气相沿面放电/活性炭纤维吸附联合处理双酚A废水的研究

内容摘要

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