电芬顿法处理甲基叔丁基醚污染水的效能及条件探究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:Johnnywang03
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甲基叔丁基醚(MTBE)作为主要的汽油抗爆剂,约占汽油含量的10%15%,其随着油品的泄漏与燃烧以多种方式进入环境中。MTBE对环境具有毒性,因其迁移性好、物化性质稳定、难以降解,从而污染具有持久性。本研究针对MTBE对水体的污染,应用电芬顿法修复污染水体,探究该技术处理MTBE的效能以及影响条件,证实了此技术修复效果良好。本研究以铁板做阴极,以具有铱钽涂层的钛基板做阳极(MMO阳极)。阴极可在酸性条件下发生化学腐蚀,产生Fe2+。阳极为析氧阳极,可促进H 2O 2的生成,从而使电芬顿反应的高效进行,并可有效的保护阴极,电极综合效应良好。本研究借助Design Expert软件设计响应面试验。探究MTBE初始浓度、电流密度、极板间距和pH值分别对该点芬顿体系效能的影响。在研究范围内,当MTBE初始浓度较低,电流密度较强、极板间距较宽、置于酸性环境时可有效的提高去除率,且影响由强至弱的排序依次为MTBE初始浓度>电流密度>极板间距>pH值。本研究选择可信度高的二因素交互影响数学模型对MTBE的去除率进行预测并进行验证。按照各条件的影响由强至弱的顺序,依次进行单一变量实验。在研究范围内,该系统的最优降解条件为初始浓度为8 mg/L、pH值为3、电流密度为30.5 mA/cm2、极板间距为120 mm。在此条件下,MTBE的去除率可达96.94%,CODCr的去除率可达79.33%。以ORP、DO、Fe2+浓度、总铁浓度、pH的变化为评价指标,反映该电芬顿体系的运行效果。随反应进行,溶液迅速呈强氧化环境,ORP高达423 mV;pH值维持在最优条件;DO、Fe2+浓度、总铁浓度不断累积,促进了强氧化性的OH的生成。此外,空气供给也对该反应有着重要的影响。无空气补给时,无论是MTBE还是CODCr的去除率都有极大幅度的降低。本研究中无需外加化学试剂,绿色环保,反映设备简洁,占地面积小,易操作,电解体系性能稳定且良好。该方法处理水中MTBE时间较短、效率较高、经济效益良好。
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