胺類有機(jī)廢水的降解及其主要副產(chǎn)物的檢測(cè)與處理.pdf

1、隨著人口的迅速增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，胺類有機(jī)廢水的排放量逐年增加。胺類有機(jī)物是用途廣泛的重要化工原料，具備有毒有害、難生物降解、還會(huì)衍生出一系列的中間產(chǎn)物的特點(diǎn)。若不處理直接排放，對(duì)環(huán)境和人類健康有很大的危害。本文研究的胺類有機(jī)廢水主要包括導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的氨氮，火箭主體燃料偏二甲肼及其中間產(chǎn)物兼潛在致癌物亞硝基二甲胺。離子交換樹脂法和光催化法是兩種操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，處理效率高，無(wú)二次污染的廢水處理技術(shù)，是目前較有發(fā)展前景的胺類廢

2、水處理技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)采用這兩種技術(shù)進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證方法的可行性，并由此得出最佳工藝操作的條件。
　　選用001×7、D001和HD-8三種樹脂對(duì)中低濃度氨氮廢水去除效果的考察，篩選出處理效果最好的HD-8樹脂;在此基礎(chǔ)上，從樹脂用量、溫度、pH值和攪拌時(shí)間四個(gè)因素研究HD-8樹脂對(duì)去除氨氮效果的影響，結(jié)果表明:樹脂用量為3g時(shí)去除氨氮的效率達(dá)到95％，符合工業(yè)上氨氮廢水的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(＜15mg/L);時(shí)間為5min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)

3、，樹脂的飽和吸附量為Q=6.32mg/g樹脂;氨氮降解效率隨pH值先增加后減小，受樹脂磺酸基(-SO3H)的影響，pH值為6時(shí)效果最好;由于是吸熱反應(yīng)，樹脂對(duì)氨氮的去除率隨著溫度的增加而增加。采用四種解吸劑NaCl、HCl、H2SO4和NaOH對(duì)氨氮的解吸效果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示HCl對(duì)氨氮的解吸效率最高;經(jīng)過(guò)5次連續(xù)交換與解吸實(shí)驗(yàn)后，樹脂交換容量變化不大，說(shuō)明樹脂具有較好的交換性能;在上述最佳的條件下，采用HD-8樹脂以及改性的HD-8

4、樹脂對(duì)偏二甲肼廢水進(jìn)行處理，其降解效率低于70％;研究HD-8樹脂去除氨氮的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)性能，結(jié)果表明此離子交換吸附過(guò)程符合Freundlich模型方程和二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，受液膜擴(kuò)散與顆粒擴(kuò)散協(xié)同控制，過(guò)程中的表現(xiàn)活化能為7.82k J/mol,其值小于40k J/mol,說(shuō)明該反應(yīng)過(guò)程容易進(jìn)行;樹脂對(duì)氨氮吸附過(guò)程是自發(fā)過(guò)程(ΔG＜0)，同時(shí)伴隨吸熱反應(yīng)(ΔH＞0>。
　　采用溶膠-凝膠法制備光催化劑TiO2和ZnO，將它們運(yùn)用到

5、偏二甲胼廢水的降解實(shí)驗(yàn)中，對(duì)比篩選出性能較好的催化劑TiO2;并將此催化劑用于氨氮廢水的去除中，氨氮去除率達(dá)到95％以上;進(jìn)一步對(duì)TiO2光催化劑改性以及反應(yīng)條件的優(yōu)化，分別從催化劑用量、活性中心元素(Cu、Fe)及其摻雜量、輔助元素(Zn、Zr、Nd)及其摻雜量、H2O2用量、pH值、溫度、偏二甲肼廢水起始濃度、光照時(shí)間、催化劑重復(fù)使用情況九個(gè)方面考察偏二甲肼廢水去除率的影響，結(jié)果表明:當(dāng)催化劑（1％Zr-5％Cu/TiO2）0.1g

6、、H2O2量0.75mL、光照時(shí)間1h、pH為7以及溫度為35℃時(shí)，偏二甲肼降解率接近100％，COD去除率達(dá)到93.1％，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，NDMA的含量小于0.02mg/L，幾乎可以忽略不計(jì);光催化劑經(jīng)過(guò)5次重復(fù)利用后，催化效果依然很好，說(shuō)明光催化劑具有較好的穩(wěn)定性能;對(duì)TiO2系列光催化劑做了UV-Vis DRS、XRD、SEM以及EDX分析，進(jìn)一步證實(shí)了催化劑的最大吸收波長(zhǎng)(254nm)、晶型（銳鈦礦）、形貌結(jié)構(gòu)（近似球形）

7、、粒徑(10-20nm)以及實(shí)際的元素質(zhì)量百分比。在最優(yōu)條件下，采用紫外-可見(jiàn)全波長(zhǎng)掃描，總碳、總氮、氨氮及副產(chǎn)物NDMA與甲醛的檢測(cè)對(duì)降解過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，結(jié)果表明:隨時(shí)間的增加，反應(yīng)液的成分先變得復(fù)雜，后變得簡(jiǎn)單，說(shuō)明UDMH先轉(zhuǎn)化一些難降解的中間產(chǎn)物(如NDMA)，然后慢慢降解直至產(chǎn)物消失，最終達(dá)到降解目的，說(shuō)明了此反應(yīng)降解的徹底性;使用液質(zhì)聯(lián)用色譜儀檢測(cè)分析出一些中間產(chǎn)物，探索光催化法去除偏二甲肼的降解機(jī)理，反應(yīng)機(jī)理為:光催化劑在光