Fenton體系聯(lián)用生物流化床處理酚類廢水研究.pdf

1、酚類化合物毒性大、具有"三致"效應(yīng)和遺傳毒性，是一種難生物降解的有機(jī)污染物。本文采用Fenton體系.生物流化床聯(lián)合工藝處理酚類廢水，探索：Fenton體系中中間產(chǎn)物和氧氣的作用機(jī)理并建立動(dòng)力學(xué)，從污染物結(jié)構(gòu)的變化揭示兩個(gè)工藝的匹配，為酚類廢水的治理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。 考察了Fenton體系處理4-CP(對(duì)氯苯酚)的各種因素--Fe<'2+>、H<,2>O<,2>、4-CP初始濃度，pH值，溫度和載氣對(duì)降解的影響；通過(guò)Fe

2、<'2+>和H<,2>O<,2>的濃度變化揭示影響的原因。 深入研究了Fenton體系/類Fenton體系處理酚類過(guò)程中中間產(chǎn)物的作用機(jī)理。Fenton體系處理4-CP產(chǎn)生的對(duì)苯二酚、鄰苯二酚、氯代鄰苯二酚等二酚類中間產(chǎn)物能夠快速地還原Fe<'3+>，同時(shí)氧化為醌。中間產(chǎn)物的作用能促進(jìn)酚類在Fenton和類Fenton體系中的降解。類Fenton體系降解4-CP、4-NP(對(duì)硝基苯酚)和苯酚的過(guò)程都分為三個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)階段，快速階

3、段和結(jié)束階段。由于啟動(dòng)階段產(chǎn)生的二酚類中間產(chǎn)物促進(jìn)了Fe<'2+>的生成，從而產(chǎn)生了快速降解階段。 研究了O<,2>在4-CP的Fenton氧化中的參與機(jī)理。O<,2>促進(jìn)了4-CP的降解和COD<,Cr>的去除；達(dá)到同樣的COD<,Cr>去除效果時(shí)，O<,2>的作用可使H<,2>O<,2>的投加量減少46％。通過(guò)對(duì)中間產(chǎn)物的分析，推測(cè)了O<,2>的促進(jìn)機(jī)理。溶解氧和氯代二羥基環(huán)己烯基反應(yīng)生成氯代二羥基環(huán)己烯過(guò)氧自由基，過(guò)氧自由

4、基發(fā)生環(huán)化和電子轉(zhuǎn)移，使得苯環(huán)破裂，促進(jìn)了脂肪族有機(jī)酸的產(chǎn)生，也阻礙了氯代鄰苯二酚的產(chǎn)生。 根據(jù)反應(yīng)機(jī)理建立了Fenton體系中4一-CP降解的動(dòng)力學(xué)模型，模型考慮了中間產(chǎn)物和O<,2>的作用。模型能很好預(yù)測(cè)不同的Fe<'2+>、H<,2>O<,2>、4-CP初始濃度下4-CP的降解和H<,2>O<,2>的消耗；也能較好預(yù)測(cè)O<,2>對(duì)4-CP降解和苯環(huán)類中間產(chǎn)物的影響。 考察了不同F(xiàn)enton處理程度時(shí)污染物的結(jié)構(gòu)變化

5、，結(jié)合出水的可生化性，確定合適的Fenton體系預(yù)處理程度。采用生物流化床處理酚類經(jīng)Fenton反應(yīng)后的出水，考察了流化床連續(xù)運(yùn)行階段HRT、pH的影響及抗沖擊能力?？疾炝宋廴疚镌贔enton-生物流化床聯(lián)用工藝中的結(jié)構(gòu)變化：當(dāng)4-CP的初始濃度在1～2mM時(shí)，通過(guò)Fenton體系使得83％的苯環(huán)破裂，轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)酸；微生物作用使得剩余的苯環(huán)類物質(zhì)和大部分的有機(jī)酸被降解，出水的COD<,Cr><100 mg/L。 建立了生物