高級(jí)氧化技術(shù)降解水中持久性有毒物質(zhì)ppt課件

1、高級(jí)氧化技術(shù)降解水中持久高級(jí)氧化技術(shù)降解水中持久性有毒物質(zhì)性有毒物質(zhì) 大連理工大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)院大連理工大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)院 一、簡(jiǎn)介一、簡(jiǎn)介 持久性有毒物質(zhì)持久性有毒物質(zhì)(PTS)是指可長(zhǎng)期存在于環(huán)境中、可是指可長(zhǎng)期存在于環(huán)境中、可以通過食物鏈富集以通過食物鏈富集,對(duì)人類健康及環(huán)境具有不利影響的化對(duì)人類健康及環(huán)境具有不利影響的化學(xué)物質(zhì)。學(xué)物質(zhì)。 根據(jù)毒物的來源不同根據(jù)毒物的來源不同,PTS可分為可分為:人工合成類人工合成類:如用于醫(yī)藥的乙烯雌激酚、右環(huán)十四酮醇類如用于醫(yī)藥的乙烯雌激酚、右環(huán)十四酮醇類(如丙酸睪酮、苯甲酸雌二醇如丙酸睪酮、苯甲酸雌二醇)農(nóng)藥類農(nóng)藥類:如有機(jī)氯類、有機(jī)錫類、含氯三嗪

2、類除草劑等如有機(jī)氯類、有機(jī)錫類、含氯三嗪類除草劑等工業(yè)原料和化學(xué)類工業(yè)原料和化學(xué)類:如金屬鎘、汞及其化合物如金屬鎘、汞及其化合物其他其他:如多氯聯(lián)苯、二、多乙氧烷基酚類、雙酚如多氯聯(lián)苯、二、多乙氧烷基酚類、雙酚A、鄰苯二、鄰苯二甲酸酯類等甲酸酯類等 高級(jí)氧化高級(jí)氧化(AOTs)又稱深度氧化又稱深度氧化,其原理是在光、其原理是在光、電、催化劑、氧化劑的協(xié)同作用下電、催化劑、氧化劑的協(xié)同作用下,在反應(yīng)體系中在反應(yīng)體系中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基。自由基可以與有機(jī)物之間產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基。自由基可以與有機(jī)物之間發(fā)生加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等反應(yīng)發(fā)生加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等反應(yīng),或使化學(xué)鍵斷或使化學(xué)鍵斷裂裂,使

3、難降解有機(jī)物降解成低毒或無毒的小分子物使難降解有機(jī)物降解成低毒或無毒的小分子物質(zhì)質(zhì),甚至可以直接降解成為甚至可以直接降解成為CO2和和H2O。AOTsphoto-Fenton試劑試劑O3/H2O2UV/H2O2Co/PMS系統(tǒng)系統(tǒng)H2O2/ Fe2+ (Fenton試劑試劑)多相光催化多相光催化氧化系統(tǒng)氧化系統(tǒng)高級(jí)氧化技術(shù)的分類高級(jí)氧化技術(shù)的分類(AOTs) v產(chǎn)量大產(chǎn)量大, ,品種多品種多, ,廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域v生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程10-1510-15 以廢水的形式排放以廢水的形式排放, ,色度大、色度大、 COD COD 高、組分復(fù)雜、水質(zhì)變化大和難生化降高、組分復(fù)雜、水質(zhì)變化

4、大和難生化降解解v致癌、致畸、致突變的致癌、致畸、致突變的“三致效應(yīng)三致效應(yīng)” v方向發(fā)展方向發(fā)展: :抗光解、抗氧化抗光解、抗氧化偶氮染料的危害偶氮染料的危害 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夂驼莆樟私夂驼莆誔TS的概念、的概念、PTS的種類及危害的種類及危害;了解高級(jí)氧化技術(shù)了解高級(jí)氧化技術(shù),特別是特別是Fenton體系的發(fā)展歷程體系的發(fā)展歷程;了解了解Fenton反應(yīng)的基本機(jī)理反應(yīng)的基本機(jī)理羥基自由基羥基自由基(OH) ;掌握影響高級(jí)氧化法處理廢水中掌握影響高級(jí)氧化法處理廢水中PTS類物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)類物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)研究方法。研究方法。 三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 Fenton試劑法是一種高級(jí)氧化處

5、理系統(tǒng)試劑法是一種高級(jí)氧化處理系統(tǒng),它分別通過它分別通過一種過渡態(tài)的金屬一種過渡態(tài)的金屬Fe2+分解過氧化物分解過氧化物H2O2產(chǎn)生高活性產(chǎn)生高活性O(shè)H,然后利用產(chǎn)生的自由基攻擊有機(jī)污染物然后利用產(chǎn)生的自由基攻擊有機(jī)污染物,降解為低毒降解為低毒或者無毒的無機(jī)鹽、水、二氧化碳等物質(zhì)或者無毒的無機(jī)鹽、水、二氧化碳等物質(zhì),從而達(dá)到去除從而達(dá)到去除污染物的目的。污染物的目的。 羥基自由基的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)過程。羥基自由基的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)過程。Fe2+催化分解催化分解H2O2,產(chǎn)生產(chǎn)生OH ,總反應(yīng)式為總反應(yīng)式為: Fe2+ + H2O2 Fe 3+ + OH + OH (1) 四、實(shí)驗(yàn)材料與

6、方法四、實(shí)驗(yàn)材料與方法Fenton 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn): 酸性橙酸性橙染料染料(AO7,98純度純度);FeSO47H2O (分析純分析純);30 H2O2 (分析純分析純);過氧化氫酶過氧化氫酶 (Fenton試劑的淬滅劑試劑的淬滅劑) ; UV-Vis分光光度計(jì)分光光度計(jì); 90-1磁力攪拌器磁力攪拌器;玻璃反應(yīng)器玻璃反應(yīng)器 AO7的紫外的紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜00.511.522.5200300400500600Wavelength (nm)AbsorbanceAO7溶液在486 nm 處UV-Vis標(biāo)準(zhǔn)曲線AO7的紫外-可見吸收光譜y = 0.0496x + 0.0074R2 = 0.9

7、99600.20.40.60.811.21.4051015202530C (mg/L)Absorption value 486 nm吸光度測(cè)定吸光度測(cè)定及全波長(zhǎng)掃描及全波長(zhǎng)掃描五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟取樣取樣50 ppm AO7溶液固定反應(yīng)時(shí)間間隔固定反應(yīng)時(shí)間間隔加入同體積加入同體積的甲醇的甲醇(過氧化氫酶過氧化氫酶)淬滅劑淬滅劑或Fenton六、結(jié)果與討論六、結(jié)果與討論 測(cè)定測(cè)定0 、5、10、15、20、30、40、50和和60 min AO7在在486 nm下的吸光度下的吸光度A,用用ln(A/A0)-t 作圖作圖,求出準(zhǔn)一級(jí)脫色動(dòng)力學(xué)常數(shù)并求出準(zhǔn)一級(jí)脫色動(dòng)力學(xué)常數(shù)并求算脫色半衰期求算脫色半衰期t1/2。七、本卷須知七、本卷須知加入氧化劑加入氧化劑H2O2或者或者Oxone后立即計(jì)時(shí)后立即計(jì)時(shí),嚴(yán)格嚴(yán)格按照時(shí)間間隔取樣。按照時(shí)間間隔取樣。取樣樣品與淬滅劑混合后要充分晃動(dòng)