Fenton/絮凝耦合同步去除污水中重金属与有机物的机理研究

工业园区排水，常同时含有重金属与有机污染物，尚无较好方法处理。本课题拟研究采用Fenton/絮凝耦合方法同步去除污水中重金属和有机污染物，探讨相关机制。构建传统Fenton反应体系（Fe2+、H2O2、不能配位的有机物磷酸酯）与类Fenton反应体系（Fe2+、H2O2、能配位的有机物邻苯二甲酸二甲酯、Cu2+、Ni2+），研究其机制；研究Fenton体系中Cu2+、Ni2+、Fe2+、Fe3+的氢氧化物絮凝沉淀机制；研究Fenton/絮凝体系中Cu2+、Ni2+、Fe2+、Fe3+等金属离子的氢氧化物、钙絮凝剂、PAM助凝剂，与有机污染物的共沉淀机制；对实际污水进行处理。探讨Fenton/絮凝耦合方法同步去除重金属与有机物的机理，形成处理实际废水的Fenton/絮凝耦合工艺。本课题的研究结果将为理解复杂工业排水的Fenton/絮凝耦合反应机制，开发复杂工业排水处理技术奠定基础。

随着经济发展，工业园区不断增加，园区内企业产品各不相同，所产生的混合污水成分复杂，有些情况下同时含有毒有害重金属及有难降解有机物，迫切需要研究处理，防止造成环境污染。.本课题采用Fenton/絮凝耦合方法，选择Cu2+、Ni2+与邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、二（2-乙基己基）磷酸酯（DEPHA）、硝基苯、苯酚作为特征污染物，研究同步去除混合污水中的重金属和难降解有机物，探讨相关机制、作用机理。.经研究，得出以下主要结论：.（1）DMP浓度为250mg/L，Cu2+浓度为10mg/L的条件下，Fenton/絮凝耦合的最优方案为：H2O2/Fe2+摩尔比=4:1，H2O2 初始浓度为499.5mg/L、絮凝剂Ca(OH)2 及助凝剂PAM 投加量分别为600 mg/L、2mg/L；DMP去除率为98.99%，Cu2+去除率为96.97%。.（2）DMP浓度为250mg/L，Ni2+浓度为10mg/L的条件下，Fenton/絮凝耦合的最优方案为：H2O2/Fe2+摩尔比=4:1，H2O2 初始浓度为200mg/L、絮凝剂Ca(OH)2 及助凝剂PAM 投加量分别为475 mg/L、1mg/L；DMP去除率为100%，Ni2+去除率为99.08%。.（3）由于Fe2+水解、加入的30%H2O2呈酸性及Fenton反应过程中产生酸性中间产物等原因，促使反应溶液pH值降低，达到Fenton反应的适宜pH值范围，因此无需额外投加药剂调pH值。.（4）为监测Fenton反应过程中·OH的变化情况，本研究创新发明了一种·OH检测方法。通过将不同时刻的Fenton反应溶液，分别加入到5，5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)羟基自由基螯合剂溶液中，再使用EPR法检测·OH的吸收峰强度，即可检测反应过程中·OH的变化。.Fenton/絮凝耦合方法同步去除污水中的重金属与难降解有机物的相关机制和作用机理的研究，为该方法的进一步研究与应用提供了科学依据与理论指导；提出的Fenton/絮凝耦合反应最优方案，为推广应用奠定了基础。.研究建立的Fenton反应过程中·OH浓度变化的检测方法，能够解决羟基自由基·OH检测的难题，且检测效率高、成本低、结果准确和重复性好，为Fenton反应机理研究与应用创建了良好条件。