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微纳米气泡修复技术处理地下水重金属污染实验研究认领

被引量： 6

作者：

姬秋雨

学位授予单位：

重庆交通大学

摘要：

地下水重金属废水是对环境危害最大的几种废水之一,目前较为常见的处理方法有化学沉淀法、离子交换法等。本文利用微纳米气泡的界面ζ电位、产生羟基自由基、无二次污染等众多优点,对重金属废水进行臭氧微纳米曝气处理,得到以下结果。利用臭氧微纳米气泡对自来水曝气,证实了微纳米气泡的充氧迅速,溶解氧峰值高,臭氧微纳米气泡在曝气50min时水体中溶解氧（DO）浓度达到13.9mg/L,是初始值的1.8倍,空气源的微纳米气泡充氧能力略逊于臭氧为气源;微纳米气泡在水中的停留时间较普通气泡在水中的停留时间更长,平均停留时间达297s;在微纳米气泡稳定运行后,该装置产生的微纳米气泡在微纳米气泡水体中的体积比达3.36%。设置不同的pH、初始浓度、NaCl投加量,H2O2投加量对Cu2+、Fe2+、Pb2+、Zn2+去除进行单因素实验分析。得出结论如下,四种重金属均在弱碱条件下（pH=8、pH=9）去除率达最大,初始浓度对去除率的影响并不大,四种重金属均在NaCl投加量为4mg/L时去除率较高,过高或过低的NaCl投加量都抑制了微纳米气泡对污染物的处理效果,H2O2的投加在一定范围内增强了羟基自由基的释放,Cu2+在H2O2投加3ml/L时去除效果较好,其他重金属污染物在2ml/L时效果较好。考虑到各因素间或许有交互作用,利用正交实验优化实验方案,Cu2+的优化:pH为8.5,初始浓度为3mg/L,NaCl投加量为4mg/L,H2O2投加量为3ml/L,最大去除率达97.8%;亚铁离子的优化方案:pH为8.5,初始浓度为3.5mg/L,NaCl投加量为3mg/L,H2O2投加量为2ml/L。最大去除率达97.7%;Pb2+的优化方案:pH为8,初始浓度3.5mg/L,NaCl投加量为4mg/L,H2O2投加量为2ml/L。最大去除率达88.1%;Zn2+的优化方案:pH为9,初始浓度为2.5mg/L,NaCl投加量为4mg/L,H2O2投加量为2m/L。最大去除率达46.5%。现实生活中环境污染类型往往是多种不同类型复合,研究了该装置对于有机废水的修复及不同因素对COD、氨氮去除率的影响趋势,COD、氨氮的去除效果均在弱酸性条件下更为理想,初始pH为5时,臭氧微纳米气泡对COD的最大去除率为37.1%,氨氮的最大去除率为26.7%;设置水槽内pH=7,通过向水槽中投加NaCl以改变气泡界面的ζ电位,增强气泡的吸附,COD的去除率在NaCl投加量为3mg/L微曝气6h后达到最大值36.7%。氨氮的去除率在NaCl投加量为4mg/L达到最大31.3%;向水中投加H2O2以增强羟基自由基的释放,COD、氨氮均在H2O2投加量为1ml/L时取得最大去除率35.9%、29.1%。H2O2的过量投加反而抑制了羟基的释放。

摘要译文

关键词：

微纳米气泡; 羟基自由基; 去除率; 重金属废水

学位年度：

2021

学位类型：

硕士

学科专业：

工程硕士（专业学位）

导师：

祖波

中图分类号：

X523[地下水⑨]

学科分类号：

080707[能源环境工程];0815[水利工程];120116[资源与环境管理]

D O I：

10.27671/d.cnki.gcjtc.2021.000775