使用综合钢厂的副产品作为从地下水中去除三氯乙烯的催化剂外文翻译资料

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化学圈 213 (2018) 164e171

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使用综合钢厂的副产品作为从地下水中去除三氯乙烯的催化剂

拉斐尔·冈萨雷斯-奥尔莫斯a, *, Alba Anfruns b, Noelia V. Aguirre c, 维多利亚·马萨盖尔c,

亚历杭德罗康切索d，Miguel A. Montes-Mor#39;nd

aUniversonat Ramon Llull IQS工程学院，Via Augusta 390,08017 Barcelona，Spain

bLEQUIA，赫罗纳大学环境研究所，Montilivi校区，E-17071 Girona，加泰罗尼亚，西班牙

cArcelorMittal全球研发阿斯图里亚斯，CDT，Apartado 90,33400 Aviles，西班牙

dInstituto Nacional del Carb#39;n，INCAR-CSIC，Francisco Pintado Fe 26,33011 Oviedo，Spain

强调

  • POCA主要由碳构成，而SLD是金属副产物。
  • LHA显示碳和金属部分的平衡比例。
  • LHA在Fenton样中具有最高的催化活性
  • 与H2O2反应性更强的废物往往产生更少的HO
  • 来自钢铁厂的废物可以重复用于可渗透的催化屏障。

文章信息

文章历史：

2017年12月11日收到修订后的表格

2018年8月31日

2018年9月3日接受

在线提供2018年9月4日处理编辑：X. Cao教授

关键词：三氯乙烯废物再利用催化剂

思科

摘要

在这项工作中，使用从钢铁工业的金属副产物获得的不同催化材料，通过类芬顿法研究了三氯乙烯（TCE）的去除。这些材料是在高炉中生产的熔融生铁转化为液态钢（SLD）过程中产生的炉渣，从安装在焦化装置中的袋式过滤器获得的干燥颗粒（或粉尘），以最大限度地减少扩散排放（POCA）和从洗涤器（LHA）的液体污泥中获得的干燥颗粒。本研究旨在探索这些材料作为可渗透催化屏障处理三氯乙烯（TCE）污染地下水的潜力。用作催化剂的废物经化学和物理表征以确定其组成和孔隙率。该研究的结果指出，在使用的不同催化剂中，LHA显示出使用过氧化氢降解TCE的最高催化活性。此外，由于其较高的化学计量效率，LHA是使用过氧化氢的最有效催化剂。因此得出结论，LHA具有与可渗透催化屏障中的过氧化氢结合以从地下水中去除有机化合物的高潜力。

copy;2018 Elsevier Ltd.保留所有权利。

  1. 介绍

综合钢铁厂是一个巨大的设施，包括将铁矿石转化为成品钢铁产品的所有工艺。正如这种复杂的工业活动所预期的那样，钢铁厂也需要管理大量的副产品和废物（MacKillop, 2012年; Motz和Geiseler，2001年).

*通讯作者。

电子邮件地址：rafael.gonzalez@iqs.url.edu （R. Gonzalez-Olmos）。

管理这些工业残留物的优惠途径包括直接或在恢复步骤后更换原材料。然而，由于不同的因素，钢铁厂有时会面临将废物重新引入生产链的问题，主要与副产品的数量，处理或组成有关。因此，钢铁公司对副产品和废物价值的新替代品感兴趣。

大量的钢铁副产品是灰尘，污泥或炉渣（Das等，2007).本文将考虑其中三种，即氧气转炉渣，焦风和高炉污泥。烟气在爆炸顶部产生

https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.09.017 0045-6535 /copy;2018 Elsevier Ltd.保留所有权利。

对炉子进行处理以使颗粒排放最小化，这种处理通常包括气体湿法洗涤的最终精炼步骤，以去除重力或旋风除尘器后可能残留的较细颗粒（Lajtonyi, 2011).对清洗水进行压滤和/或进一步处理，得到大量的高炉污泥。除了烟气中的粉尘外，钢铁厂还需要解决许多散布的粉尘排放问题。例如来自焦化操作的粉尘通常收集在袋式过滤器中。这种副产品也被称为焦炭微风，它是这里感兴趣的尘埃。

这三种特殊副产物中的两种的组成可能限制它们在炼钢过程中的再循环。因此，最小的硫或磷含量使得转炉炉渣的再利用变得不切实际。此外，在高炉污泥中存在大量重金属，特别是Zn，限制了其重新进入高炉进料流，以避免损坏炉膛。尽管副产品产量很高（每年数十到数百牛顿），但最终可能为其替代管理提供选择的新型价值路线始终是钢铁公司的利益所在。因此，一些研究探索了使用转炉炉渣和高炉污泥和粉尘来清除气体和液体流中的污染物（Bhatnagar和Jain， 2005; Bowden等，2009; dos Santos等，2014; Kim等人， 2012; 蒙特斯 - 莫尔aacute;n et al。，2012).本文探讨了使用转炉炉渣和高炉污泥进行修复的新选择。由于它们的金属含量，它们可以促进催化的Fenton类氧化反应，从而降解地下水中的有机化合物，如氯化烃。此外，自从以前的研究（Anfruns等，2014）已经表明，活性炭等碳材料可以促进H2O2 的分解，并且还会产生羟基自由基的形成，对焦风的催化活性也进行了测试。

氯化碳氢化合物如三氯乙烯（TCE）或全氯乙烯（PCE）是土壤和地下水中最普遍的污染物，因为它们通常用作重工业和干洗设施中的溶剂（帕劳等人， 2014).这些化合物可在含水层中长距离迁移，也可在特定条件下降解。TCE的毒性和持久性对人类和生态受体构成严重的健康威胁（Tsai等，2010因此，必须适当处理被这种持久化合物污染的水体的处理。已经探索了不同的修复方法，用于从污染场地中去除TCE，包括热焚烧（黄 等，2014），生物降解（Careghini等，2013; Li等，2017; 施密特等人，2014年），植物修复（Wang等，2011），物理吸附（Cooper等，2010; Georgi等，2010; Xin等，2015），光催化氧化等高级氧化工艺（AOPs）Biyoghe Bi Ndong等，2014; Joo等，2013），芬顿氧化法（Che et al。，2011; Gonzalez-Olmos等，2009; 刘等人， 2016; Pignatello等，2006）和还原脱氯方法，如零价减少（Ahn等人，2016年; 汉和 严，2016; Kim等，2010），催化脱氯化氢（里 等，2012; Sacute;rebowata等，2016; Yu等，2016）以及电化学脱氯方法（毛等人，2012; Rajic等人， 2016).尽管这些方法对于TCE降解是有效的，但每种方法都有其优点和局限性。

在所有这些技术中，可渗透反应性屏障（PRB）是一种有趣的原位污染物修复技术。反应性物质被放置在地下，一股污染的地下水流过地下水，地下水可以在流过反应性物质时进行处理。各种材料

已经开发并成功用于PRB，用于羽流控制和污染物去除（Liang et al。，2014).PRB中使用的材料通常是由纯化学品合成的商业产品。但是，如果它们可以由无机废物合成，它将降低污染物修复的成本并提高废物物化的价值（Lu et al。，2011).如果PRB中使用的材料是催化剂而不是反应物，则该技术称为可渗透催化屏障（PCB）。

通过在污染的羽流中注入H2O2 以产生羟基自由基并促进原位化学氧化（ISCO），PCB可与Fenton样反应结合。芬顿反应的机理基于亚铁和过氧化氢的组合，形成高反应性

羟基自由基（HO·）（Pignatello等，2006).不像Fenton重新

动作，Fenton样反应通过从铁离子和金属氧化物中产生羟基自由基和其他氧化物而不是溶解在溶液中的Fe2thorn; 来起作用（Gonzalez-Olmos等，2013).因此，使用基于氧化铁的材料和注入H2O2 的PCB的组合可以用于处理被TCE等有机化合物污染的地下水

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