高级氧化法处理甲苯二胺工业废水的研究

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本文研究了均相Fenton法,活性炭吸附法,非均相Fenton法以及光催化氧化法处理TDA的效果和动力学机理。首先采用均相Fenton试剂氧化法处理TDA废水,分别考察H2O2与TDA摩尔比、Fe2+与H2O2摩尔比、温度、pH等因素对TDA降解速率、去除率和COD去除率的影响。提出了反应机理和动力学模型,计算得到TDA与HO·反应的本征速率常数和活化能。然后采用活性炭对TDA废水进行吸附处理,分别考察了间歇反应器和固定床反应器中的吸附情况,研究了吸附过程中的热力学和动力学特征,采用合适的模型进行模拟。之后采用不同的改性剂对活性炭进行改性处理,研究改性后的活性炭对TDA的吸附性能,计算出吸附动力学参数,结合活性炭表面官能团测定的结果以及BET分析结果,提出了TDA在活性炭上的吸附机理。采用非均相Fe/C-Fenton试剂法处理TDA废水,分别考察H2O2的加入量、催化剂的用量、温度、pH等因素对TDA降解速率、去除率的影响。优化了工艺条件,提出了反应的动力学机理,使用拟一级动力学模型对反应进行描述。最后研究了光催化氧化法处理TDA废水。在优化实验条件的基础上,提出了反应机理和动力学模型,计算出了模型参数。研究了不同晶型TiO2对TDA光催化氧化降解效果的影响,得出结论,当锐钛矿和金红石的达到适宜的比例时,其催化氧化效果最好。
摘要第5-6页
Abstract第6页
第1章 前言第10-13页
    1.1 课题背景及意义第10-11页
    1.2 研究内容第11-13页
第2章 文献综述第13-24页
    2.1 工业废水中的有机物第13-16页
        2.1.1 工业废水中的有机物第13页
        2.1.2 工业废水中有机物的分类第13页
        2.1.3 目前工业废水中有机物的处理方法第13-16页
    2.2 高级氧化技术第16-19页
        2.2.1 高级氧化技术简介第17-19页
        2.2.2 高级氧化技术存在的问题第19页
    2.3 甲苯二胺简介第19-20页
    2.4 Fenton试剂简介第20-24页
        2.4.1 Fenton氧化法概述第20页
        2.4.2 Fenton法的类型及特点第20-24页
第3章 Fenton试剂法处理TDA废水第24-46页
    3.1 实验原料与试剂第24页
    3.2 实验设备第24-25页
    3.3 实验装置及步骤第25-26页
    3.4 样品分析第26-30页
        3.4.1 TDA的测定方法第26页
        3.4.2 化学需氧量COD的测定方法第26-27页
        3.4.3 双氧水含量的测定第27-28页
        3.4.4 亚铁离子含量的测定第28-29页
        3.4.5 总铁离子含量的测定第29-30页
    3.5 H_2O_2与TDA摩尔比的影响第30-34页
    3.6 Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比的影响第34-36页
    3.7 温度T的影响第36-38页
    3.8 pH的影响第38-42页
        3.8.1 初始pH的影响第38-40页
        3.8.2 缓冲体系恒定pH的影响第40-42页
    3.9 Fenton试剂处理TDA废水的动力学研究第42-44页
        3.9.1 活化能的计算第42-43页
        3.9.2 本征反应速率常数k第43-44页
    3.10 反应机理第44-45页
    3.11 本章小结第45-46页
第4章 活性炭吸附技术处理TDA废水第46-73页
    4.1 实验原料与试剂第46页
    4.2 实验设备第46页
    4.3 实验装置及步骤第46-47页
        4.3.1 活性炭吸附处理TDA的实验装置及步骤第46页
        4.3.2 间歇反应器中活性炭吸附TDA的实验步骤第46-47页
        4.3.3 固定床反应器中活性炭吸附TDA的实验步骤第47页
    4.4 间歇反应器中活性炭对TDA的吸附情况第47-48页
    4.5 吸附等温方程第48-52页
        4.5.1 Langmuir吸附平衡等温线第48-50页
        4.5.2 Freundlich吸附平衡等温线第50-52页
    4.6 吸附动力学第52-56页
        4.6.1 拟一级动力学模型第52-54页
        4.6.2 拟二级动力学模型第54-56页
    4.7 吸附热力学第56-59页
    4.8 固定床反应器中活性炭对TDA的吸附情况第59-64页
        4.8.1 吸附柱基本参数的计算第59-62页
        4.8.2 活性炭吸附柱的设计第62-64页
    4.9 活性炭改性第64-71页
        4.9.1 活性炭处理方法第65页
        4.9.2 改性活性炭的吸附性能第65-66页
        4.9.3 活性炭表面含氧官能团浓度的测定第66-69页
        4.9.4 BET的测定第69-71页
        4.9.5 TDA在活性炭上吸附的机理第71页
    4.10 本章小节第71-73页
第5章 Fe/C-Fenton试剂法处理TDA废水第73-85页
    5.1 实验原料与试剂第73页
    5.2 实验设备第73页
    5.3 实验装置及步骤第73-74页
        5.3.1 Fe/C-Fenton试剂法处理TDA的实验装置及步骤第73-74页
        5.3.2 Fe/C-Fenton试剂法处理TDA的实验步骤第74页
    5.4 H_2O_2进料浓度的影响第74-76页
    5.5 反应温度的影响第76-77页
    5.6 Fe/C催化剂浓度的影响第77-79页
    5.7 pH的影响第79-80页
    5.8 非均相Fenton试剂处理TDA废水的动力学研究第80-84页
    5.9 本章小节第84-85页
第6章 光催化氧化法处理TDA废水第85-95页
    6.1 实验原料与试剂第85页
    6.2 实验设备第85页
    6.3 实验装置及步骤第85-87页
        6.3.1 光催化氧化法降解TDA的实验装置第85-86页
        6.3.2 光催化氧化法处理TDA废水的实验步骤第86-87页
    6.4 三种光催化法的比较第87-89页
    6.5 H_2O_2与TDA摩尔比的影响第89-91页
    6.6 pH的影响第91-92页
    6.7 温度的影响第92-94页
    6.8 本章小节第94-95页
第7章 全文结论和展望第95-98页
    7.1 全文总结第95-96页
    7.2 研究展望第96-98页
参考文献第98-105页
致谢第105-106页
攻读硕士学位期间学术情况第106页
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