《電離輻射提高造紙廢水可生化降解性的機理和工藝研究》是依託清華大學，由何仕均擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電離輻射提高造紙廢水可生化降解性的機理和工藝研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：何仕均
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
造紙廢水是我國污染嚴重的工業廢水之一，治理難度極大。電離輻射是近年來出現的一項環境污染治理的高新技術。它是利用γ射線或電子束對廢水進行輻照，激發或電離水分子產生大量的羥基自由基(oOH)、水合電子(eaq-)、氫原子(oH)等活性粒子，這些活性物質與廢水中的木質素、纖維素、氯酚等大分子或難降解有機污染物發生分解反應，從而提高造紙廢水的生物降解性。與常規的化學氧化相比，電離輻射處理具有適應面廣、反應速度快、污染物降解徹底、不產生二次污染等優點。本課題將探討電離輻射提高造紙廢水可生化性的反應條件和降解機理。探討木質素、纖維素、氯酚等物質的輻射降解產物、降解途徑和降解效率；研究電離輻射對廢水中有機污染物的分子量分布，以及COD、BOD、TOC、AOX等指標的改變；探索輻射技術與常規生物處理工藝聯合使用，提高造紙廢水中難降解有機污染物的去除率，為深度治理造紙廢水提供理論依據。
結題摘要
造紙廢水是我國污染嚴重的工業廢水之一。造紙工業的污染問題不解決，不但產業發展受到限制，而且將對生態環境造成破壞。電離輻射技術是近年來興起的一種高級氧化處理技術，國際原子能機構將電離輻射技術在環境保護中的套用列為21世紀原子能和平利用的主要研究方向。與傳統的化學氧化相比，利用輻射技術處理污染物，不需或只需加入少量的化學試劑，不會產生二次污染，具有反應速度快、降解效率高、污染物降解徹底等優點。 本項目的第一部分，分別以廢紙造紙生化前和生化後廢水為處理對象，研究了混凝、電離輻射以及混凝-電離輻射組合工藝對造紙廢水的COD、BOD5、DOC、UV254以及有機物分子量分布（MWD）等指標的影響。結論認為，混凝-輻照組合工藝不但有效去除造紙廢水中分子量大於3000Da的有機物，而且能夠提高分子量1000～3000Da和分子量小於1000Da有機物的可生化性。混凝-輻照組合工藝對於造紙廢水的處理具有很好的互補性。 本項目的第二部分，針對造紙廢水中的一些特徵污染物（如氯酚、苯酚等）， 研究了輻射分解反應的機理和過程。首先，本項目研究了氯酚類污染物在氧化、還原以及靜態混合體系下的輻射脫氯的機理、途徑以及主要產物。研究認為，與氧化途徑相比，氯酚類物質的輻照還原脫氯降解效率高、產物單純、輻照劑量小，具有很好的研究和套用前景。在此基礎上，本項目研究了4種氯酚水溶液（4-CP、2-CP、2,4-DCP、2,4,6-TCP）與水合電子e-aq反應的降解脫氯過程。結果表明，在水合電子e-aq還原體系中，4種氯酚的降解脫氯順序依次為：2,4,6-TCP＞2,4-DCP＞2-CP＞4-CP，多氯酚比單氯酚容易降解脫氯，鄰位上的氯原子要比對位上的氯原子更容易去除，苯酚和Cl-是氯酚反應降解的最終產物，4種氯酚的降解和脫氯過程皆遵循一級反應動力學特徵。最後，本項目研究了苯酚溶液的輻照氧化過程。探討了吸收劑量、初始濃度、初始pH值、飽和氣體以及自由基清除劑等因素對苯酚輻照氧化降解的影響。實驗表明，較低的初始濃度、較高的吸收劑量、弱酸性以及較低的自由基清除劑有利於提高苯酚的降解效率。在不同飽和氣體中，苯酚降解效率的順序為：氧氣＞笑氣＞空氣＞氮氣。鄰苯二酚、對苯二酚、間苯二酚是苯酚輻照氧化降解反應的主要中間產物。
