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矿井水Fenton高级氧化除铁除锰效果及影响因素的实验研究

作　者: 姜中堂
导　师: 肖利萍
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 市政工程
关键词: 矿井水除铁除锰 Fenton试剂高级氧化技术
分类号: TU991.265
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 66次
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内容摘要

矿井水经常在铁猛含量上超标,水中含有过量的铁猛会给人们的生活和环境带来巨大危害。本文研究用Fenton试剂处理矿井水中的铁锰,采用的是静态烧杯实验。通过实验研究发现,H2O2的投加量、H202与Fe2+的投加比例、初始pH值、反应时间和反应温度是影响Fenton试剂氧化反应的因素。当双氧水的投加量为13mmol/L,pH值为5,反应温度为25℃,反应时间为15分钟,此时Fe2+的去除率可达95%;在Fenton试剂对矿井水中的锰去除率的影响实验中,通过正交试验确定了最佳工艺条件:H2O2的投加量为12 mmol/L,H202与Fe2+的投加比例为3:1,pH为4.5,反应温度为30℃,反应时间为10分钟,Mn2+的去除率可达78%。本文还研究了用UV-Fenton试剂处理矿井水中的锰,实验发现在Fenton体系中引入紫外光可以提高废水中Mn2+的去除率,Mn2+的最高去除率可达93%,比不加紫外光照射提高了15%。在UV-Fenton条件下,过氧化氢的投加量较单纯的Fenton氧化反应可以减少18%左右。同时,紫外光照射条件下反应的剧烈程度也远高于单纯的Fenton试剂反应。研究结果表明:Fenton试剂可以有效地去除矿井水中的铁锰,且具有处理时间短,处理效果好,处理费用低等优点,具有很好的市场前景和竞争优势。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-24
  1.1 矿井水资源概况  11-13
  1.2 水中铁锰的危害及用水要求  13-16
    1.2.1 铁锰的危害  13-14
    1.2.2 用水要求  14-16
  1.3 除铁除锰的研究现状  16-20
    1.3.1 我国除铁技术的发展  16-18
    1.3.2 我国除锰技术的发展  18-19
    1.3.3 国外除铁除锰的研究现状  19
    1.3.4 目前研究存在的问题  19-20
  1.4 高级氧化技术在水处理领域的应用  20-22
  1.5 本文的研究目的与意义  22
  1.6 本文研究的主要内容  22-24
2 除铁除锰的化学理论基础  24-33
  2.1 水中铁质和锰质的来源  24-30
    2.1.1 水中铁质的来源  24-25
    2.1.2 水中锰的来源  25-26
    2.1.3 铁和锰的溶解平衡  26-28
    2.1.4 Fe~(2+)和M11~(2+)的氧化反应动力学  28-30
  2.2 Fenton 法的理论概述  30-31
    2.2.1 Fenton 试剂的概述  30
    2.2.2 Fenton 反应机理  30
    2.2.3 UV-Fenton 反应机理  30-31
  2.3 羟基自由基的性质  31-33
3 实验材料及检测方法  33-37
  3.1 实验原料  33-34
    3.1.1 实验水样  33
    3.1.2 实验药品  33-34
  3.2 主要实验仪器  34
  3.3 实验试剂配置  34-35
    3.3.1 除铁实验试剂配置  34
    3.3.2 除锰实验试剂配置  34-35
  3.4 实验检测方法  35-37
    3.4.1 铁离子的检测方法及测定结果的表述  35-36
    3.4.2 锰离子的测定方法及测定结果的表述  36-37
4 Fenton 高级氧化法对铁去除效果的实验研究  37-50
  4.1 实验原理  37-39
  4.2 工作曲线的绘制  39-40
  4.3 Fenton 试剂对Fe~(2+)去除效果的实验研究  40-49
    4.3.1 实验药品和试剂  40
    4.3.2 H_20_2 投加量的影响  40-42
    4.3.3 pH 值的影响  42-43
    4.3.4 反应温度的影响  43-44
    4.3.5 反应时间的影响  44-45
    4.3.6 正交试验  45-49
  4.4 本章小结  49-50
5 Fenton 高级氧化法对锰去除效果的实验研究  50-77
  5.1 实验原理  50
  5.2 工作曲线的绘制  50-52
  5.3 Fenton 试剂对锰去除效果的实验研究  52-61
    5.3.1 实验药品和试剂  52
    5.3.2 H_20_2 投加量对锰去除效果的影响  52-54
    5.3.3 H_2O_2与 Fe~(2+)投加比例对锰去除效果的影响  54-56
    5.3.4 反应时间对锰去除效果的影响  56-57
    5.3.5 pH 值对锰去除效果的影响  57-58
    5.3.6 反应温度对锰去除效果的影响  58-59
    5.3.7 正交试验  59-61
  5.4 Fenton 试剂对铁锰同时存在时锰去除效果的实验研究  61-68
    5.4.1 实验药品和试剂  61
    5.4.2 H_20_2 投加量对锰去除效果的影响  61-63
    5.4.3 pH 值对锰去除效果的影响  63-64
    5.4.4 反应温度对锰去除效果的影响  64-65
    5.4.5 反应时间对锰去除效果的影响  65-66
    5.4.6 正交试验  66-68
  5.5 UV-Fenton 法对铁锰同时存在时锰去除效果的实验研究  68-75
    5.5.1 实验药品和试剂  68-69
    5.5.2 H_20_2 投加量对锰去除效果的影响  69-70
    5.5.3 pH 值对锰去除效果的影响  70-71
    5.5.4 UV 光照时间对锰去除效果的影响  71-72
    5.5.5 反应温度对锰的去除率的影响  72-73
    5.5.6 正交试验  73-75
  5.6 本章小结  75-77
结论与展望  77-79
参考文献  79-84
作者简历  84-85
学位论文数据集  85-86

矿井水Fenton高级氧化除铁除锰效果及影响因素的实验研究

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