| 题名 | 超临界水同步处理医疗垃圾焚烧飞灰和废弃多氯联苯的研究 |
| 作者 | 王春峰 |
| 学位类别 | 博士后 |
| 答辩日期 | 2011-07-30 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 张付申 |
| 关键词 | 超临界水流体 危险废弃物 共处理 焚烧飞灰 PCBs 降解机制 Supercritical water fluid Hazardous waste Co-disposal Medical waste incinerator fly ash Degradation mechanism |
| 其他题名 | Co-disposal of Medical Waste Incinerator Fly Ash and PCBs in Supercritical Water |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 论文以医疗垃圾焚烧飞灰和废弃变压器油中的PCBs为主要研究对象，开展了超临界水中医疗垃圾焚烧飞灰和碱作为催化介质时PCBs的降解机制和降解路径的系统研究，探讨了超临界水中PCBs去除率的影响因素，从降解产物、催化介质方面深入解析了PCBs的具体降解机理，研究成果可以为超临界水催化处理技术的大规模工程化应用提供有价值的理论依据和工艺参数。 超临界水中采用NaOH作为催化介质促进PCBs的降解，重点探讨了NaOH溶液浓度、反应温度对PCBs去除率的影响，并从降解产物和催化剂方面研究了此反应条件下PCBs的降解机理和途径。结果表明：升高反应温度和NaOH溶液浓度均有利于提高PCBs的去除率，在410 ℃，0.1 M NaOH溶液浓度条件下，PCBs的去除率可达到88.27%。GC-MS分析表明降解过程中的主要产物为联苯、氧芴和低氯代的PCBs以及少量的PCDFs，基于降解产物研究，认为变压器油中Aroclor 1260的降解主要通过两条途径：碱解离出的Na+导致PCBs逐步脱氯直至生成最终产物联苯；OH-的亲核取代反应生成羟基化PCBs，进而压缩生成PCDFs至最终逐步脱氯生成氧芴，这两种降解途径同时进行。 论文提出了一种新工艺和新方法—超临界水同步处理医疗垃圾焚烧飞灰和PCBs，以补充和发展PCBs以及其它卤代有机污染物处理的研究领域。首先，焚烧飞灰中重金属的结合形态通过化学连续萃取评估，结果表明：两种飞灰中含有大量，并且以交换态和碳酸盐结合态存在的过渡金属元素（Cu、Pb和Zn）具有在超临界水中潜在的催化降解PCBs能力。其次，超临界水同步处理技术能够有效地降解PCBs，优化反应条件后，两种飞灰对PCBs的去除率超过了90%（总Aroclor 1260量）。经GC-MS、XRD的分析表明，焚烧飞灰中二价过渡金属离子在碳的氧化作用被还原成为零价金属单质，在超临界水中零价金属单质进一步被腐蚀产生能够攻击PCBs结构中的碳-氯键的活性氢类物质，这使得有机氯原子被加氢逐步取代。另外，在经过了超临界水中高氯代PCBs分子快速脱氯的初始阶段之后，降解生成的大量联苯、脂肪族碳氢化合物以及低氯代PCBs能够与Aroclor 1260争夺活性氢物质而导致后续阶段的脱氯减缓或停滞。最后，TCLP实验表明，反应得到残渣中有毒元素的浸出浓度已完全符合USEPA所规定的极限值，可以安全填埋或资源化利用。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 水处理工程 |
| 公开日期 | 2011-08-31 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/790]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境纳米材料实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王春峰. 超临界水同步处理医疗垃圾焚烧飞灰和废弃多氯联苯的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
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