高铁酸钾法氧化处理土壤中苯酚的实验研究

论文摘要

在有毒有机化学品的生产、贮存、运输及使用过程中,经常会发生突发性泄漏事故,造成土壤点源污染。这些污染物对生态环境和人体健康有很大危害,而且若不能及时去除,它们会长期存在于土壤中。因此,在土壤点源污染事故发生后,为了最大限度地减少事故带来的环境危害,对污染物进行快速降解处理十分必要。本文以苯酚（Phenol）为目标污染物,采用高铁酸钾氧化法处理苯酚模拟污染土壤。通过对苯酚处理效果影响因素的研究,确定了最佳的工艺操作条件,实现了工艺的自动控制。通过HPLC法测定该反应的中间产物和最终产物,并推断出高铁酸钾氧化降解苯酚的反应途径。本文实验结果表明,高铁酸钾法氧化处理土壤中苯酚的最佳条件为：泥水混合液的土水比为1：1-1：4,高铁酸钾与苯酚的摩尔比为7.5：1,体系初始pH值为7.0-9.0（用2%的稀硫酸调节）,分批少量投加高铁酸钾,每次投加量为0.15g/kg土,同时在搅拌条件下,苯酚去除率可达95%。整个反应过程迅速,可在10min内完成。反应后的泥水混合液经泥水分离后的上清液用2%的硫酸调节pH值至近中性,可以多次循环使用。反应后需要排放的泥土及反应液体中残余的氧化剂可通过加入硫酸亚铁来还原,消除氧化剂对环境的影响。根据体系的中间产物,推断出高铁酸钾氧化降解苯酚的主要途径为：苯酚→对苯醌→顺丁烯二酸→草酸→甲酸→二氧化碳和水。高铁酸钾氧化体系在反应过程中pH值会不断升高,通过监控体系中pH的变化,设计出一套适于高铁酸钾氧化降解土壤污染物的工艺流程及自动控制方法,实现了工艺的自动控制过程。本文研究结果对快速处理点源污染土壤有借鉴作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 突发性污染事故对环境的危害及处理处置方法
• 1.2.1 突发性污染事故对环境的危害
• 1.2.2 突发性污染事故的处理与处置
• 1.3 高铁酸钾的氧化特性及在污染处理中的应用
• 1.3.1 高铁酸钾的性质
• 1.3.2 高铁酸钾在污染处理中的的应用
• 1.4 苯酚对环境的危害及处理方法
• 1.4.1 苯酚的性质及危害
• 1.4.2 苯酚污染土壤的处理方法
• 1.5 本论文选题的意义以及研究的主要内容
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 实验仪器与试剂
• 2.1.1 实验所需试剂
• 2.1.2 实验仪器与设备
• 2.1.3 实验土样
• 2.2 实验装置
• 2.3 分析方法
• 2FeO₄固体纯度分析'>2.3.1 K₂FeO₄固体纯度分析
• 2FeO₄的浓度分析'>2.3.2 K₂FeO₄的浓度分析
• 2.3.3 苯酚的测定
• 2.3.4 苯酚降解产物的测定
• 2.4 土壤中苯酚的提取及降解实验方法
• 2.4.1 土壤中苯酚的提取方法
• 2.4.2 土壤中苯酚降解的静态实验
• 2.4.3 土壤中苯酚降解的反应器实验
• 2.5 本章小结
• 第3章 土壤中苯酚的提取条件优化
• 3.1 土壤中苯酚提取剂的确定
• 3.2 土壤中苯酚提取效果的影响因素
• 3.2.1 土水比对苯酚提取效果的影响
• 3.2.2 振荡时间对苯酚提取效果的影响
• 3.2.3 pH值对苯酚提取效果的影响
• 3.2.4 提取次数对苯酚提取效果的影响
• 3.3 苯酚提取方法的回收率
• 3.4 本章小结
• 2FeO₄处理苯酚污染土壤的条件优化及产物分析'>第4章 K₂FeO₄处理苯酚污染土壤的条件优化及产物分析
• 4.1 正交实验优化
• 4.2 高铁酸钾降解土壤中苯酚的影响因素
• 4.2.1 反应时间对苯酚去除效率的影响
• 4.2.2 初始pH值对苯酚去除效率的影响
• 4.2.3 温度对苯酚去除效率的影响
• 4.2.4 土水比对苯酚去除效率的影响
• 4.2.5 不同苯酚初始浓度下的去除效果
• 4.2.6 高铁酸钾与苯酚摩尔比对去除效率的影响
• 4.2.7 高铁酸钾投加方式对苯酚去除效率的影响
• 4.3 泥水分离液回用效果
• 4.3.1 泥水分离液循环回用率
• 4.3.2 泥水分离液循环回用对苯酚去除效果的影响
• 4.4 氧化反应器转动混合效果对苯酚去除效率的影响
• 4.5 反应后泥水混合液无害化外排处理方法
• 4.5.1 残余氧化剂的还原处理
• 4.5.2 体系的中和处理
• 4.6 高铁酸钾氧化苯酚降解产物及途径分析
• 4.6.1 苯酚降解产物分析
• 4.6.2 高铁酸钾降解苯酚过程中各中间产物的变化
• 4.6.3 高铁酸钾降解苯酚途径
• 4.7 本章小结
• 第5章 工艺流程的确定与工艺运行自动控制的实现
• 5.1 工艺流程的确定
• 5.2 工艺自动控制的实现
• 5.2.1 控制参量—pH值的确定及体系pH值变化规律
• 5.2.2 控制过程
• 5.3 工艺运行效果
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢