中文摘要：

工业生产过程产生大量含有重金属离子和有机污染物的混合废水，现有针对此类废水的处理技术在实际应用中都存在一定的局限，开发可同时去除废水中重金属离子和有机污染物的技术仍然是水处理技术领域的研究热点和难点。 本研究拟利用微波与活性炭的联合作用，采取活性炭吸附-微波辐照处理的方式同时去除水中的重金属离子和有机污染物。选择代表性的重金属离子和有机污染物开展研究，优化微波功率和活性炭批处理量等关键反应参数，重点考察微波辐照对活性炭上吸附的重金属离子的还原/固定作用和对有机污染物的分解/炭化作用；关注重金属对有机物降解的催化或抑制作用；同时考察微波辐照对活性炭的再生作用，通过扫描电镜、红外光谱、比表面积和孔分布及碘值和吸附等温线测定等方法评价再生后活性炭的性能，并反复使用。在前述研究基础上，评价该技术对实际混合废水的处理效果。微波-活性炭联合作用技术的开发将为混合废水处理提供一种可供选择的技术。

结论摘要：

本研究利用微波和活性炭的联合作用进行水中重金属离子和有机污染物的同时处理，关注处理过程中有机物的分解、重金属的固定和活性炭的再生。采用该技术开展了水中亚甲基蓝和Cd2+去除作用的研究，结果表明，溶液中Cd2+共存的情况下，活性炭吸附亚甲基蓝的能力略有下降，而共存的亚甲基蓝通过络合作用促进了活性炭对Cd2+吸附；微波辐照能够使活性炭再生，从而使活性炭可以多次重复利用；在微波辐照处理过程中Cd2+的存在使得再生后的活性炭对亚甲基蓝的最大吸附量增加，活性炭比表面积增大，所以Cd2+的存在可能促进了微波对活性炭上吸附的亚甲基蓝的降解作用。在腐殖酸辅助微波辐照固定活性炭上吸附Cd2+的研究中发现，溶液中加入一定量的腐殖酸后，由于其与Cd2+的络合作用，可以增加活性炭对Cd2+的吸附能力；微波辐照能够固定活性炭上吸附的Cd2+，从而降低镉的生物有效性；实际应用中考虑到固定效果、耗时、耗能等因素时，需对活性炭含水率、微波功率和微波辐照时间等关键参数进行优化，使用优化后的方法固定水中的Cu2+和As5+，微波辐照后的活性炭用毒性浸出程序评价，浸出液浓度均小于危险废物标准。本研究还探讨了微波活化过硫酸盐对五氯酚溶液的处理，发现在微波与过硫酸盐共同作用下，五氯酚的降解率20 min达到99%以上；在微波功率350 W，溶液中PCP与K2S2O8浓度比为1:10，反应时间14 min，五氯酚即可彻底矿化；溶液初始pH值对五氯酚的降解速度影响明显。在采用活性炭固定沉积物中HCHs、DDTs的研究中，结果显示随着活性炭剂量的增加，HCHs、DDTs的水相浓度以及SPMDs对HCHs、DDTs的吸收量都明显的减少。活性炭能有效地固定沉积物中的HCHs和DDTs，减少HCHs、DDTs向上覆水体的释放，降低其生物可利用性。对于不同的污染物，不同活性炭剂量的固定效果存在差异，这主要取决于沉积物中的目标污染物在沉积物上以及活性炭上的分配。另外本研究考察了除草剂西玛津在玉米秸秆来源生物质碳上的吸附特征和机制，得出如下结论西玛津在CS100上的吸附等温线为线性吸附表明分配作用吸附机制；西玛津在CS200 ~ CS600吸附结果表明，西玛津在越高热解温度下产生的生物质碳上的表面吸附作用对总吸附的贡献越大，生物质碳吸附西玛津的能力随着生物质碳炭化程度的增强而增大。