分级投加H2O2强化氧化油污染土壤的实验研究

作     者：宋少花 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐金兰

授予年度：2015年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

主      题：H2O2分级投加 土壤有机质 初始Fe2+浓度 羟基自由基产量 吸附态石油 

摘      要：本研究以柠檬酸-FeSO4为催化剂,分别在4个Fe2+浓度、不同H2O2浓度、H2O2分级投加、二次投加Fe2+条件下进行分级Fenton氧化实验,考察了H2O2分级投加条件下土壤中石油的修复效果、羟基自由基产量及对铁转化规律的影响,主要成果如下:(1)初始Fe2+浓度为5.8mM时,投加4次225mM的H2O2条件下TPH的去除率达到31.4%,比不分级投加提高了15.3%,对C16-C20的去除尤为明显,表明分级投加H2O2有利于土壤中石油的去除,其中吸附态TPH的去除率是78.4%,比不分级投加提高了20.4%,67.5%的石油解析到水相。(2)第二次投加5.8mM的Fe2+时,TPH的去除率可达39.4%,比第二次不投加Fe2+时TPH的去除率提高了20%,吸附态TPH去除率达到66.5%,比第二次不投加Fe2+时提高了31.2%,吸附态直接去除了62.3%,表明第二次投加Fe2+有利于土壤中吸附态石油的去除。(3)H2O2浓度为300mM,泥浆体系·OH产量多于水相体系,S1土壤产生的·OH约是水相体系的1.4倍,S2土壤产生的·OH约是水相体系的1.6倍,说明土壤有机质有利于·OH的产生。(4)对于两种土壤,S1土壤的有机质含量是3.82%,总铁含量30.3g/kg,S2土壤的有机质含量是4.51%,总铁含量8.71g/kg,300mM的H2O2分级投加后,S2土壤的·OH产量约是S1土壤的1.14倍,说明土壤有机质含量越高、总铁含量越低,这种类型的土壤有利于·OH产生。(5)H2O2浓度为900mM分级体系中,·OH可以多次频繁产生(2次次),·OH的产量比不分级的传统改性Fenton法提高了30%左右,表明分级投加H2O2可以提高·OH的产量。其中第1级产量最大,约为0.7×10-14mol.3×10-14mol,第2级次之,约为0.07×10-14mol.0×10-14mol,第二级Fe2+不足可能是导致·OH的产量低的原因。H2O2浓度为900mM时,两种土壤的·OH产量约是H2O2浓度为300mM时·OH产量的4.4倍,说明分级体系中提高H2O2浓度有利于·OH产生。(6)H2O2浓度为900mM时,随着H2O2分级级数的增加,溶液中有2.22mM.96mM的铁离子转移到了固相,而H2O2浓度为300mM时,仅有0.35mM的铁转移到了固相,表明投加高浓度H2O2铁离子会向固相的转移。(7)Fe2+初始浓度为5.8mM时,随着H2O2分级级数的增加,有2.42mM.96mM的铁离子转移到了固相,而Fe2+初始浓度增加到9.28mM时,仅有2.2mM的铁离子转移到了固相,表明低Fe2+浓度时铁离子会向固相的转移。