芬顿法氧化降解水中茜素红的研究

研究了芬顿法对水中偶氮染料茜素红氧化降解过程。考察了溶液的pH值、不同H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比、H_2O_2/Fe~(2+)投加量、染料初始浓度对茜素红降解效果的影响。结果表明:茜素红初始浓度为20 mg/L,在pH值为3、H_2O_2和Fe~(2+)投加量分别为0.5 mmol/L和0.1 mmol/L的最佳条件下,反应30 min后茜素红的降解率达到最大值65.48%。Cl~-对茜素红在芬顿体系中的降解表现明显的抑制作用,SO_4~(2-)和NO_3~-的存在降低了芬顿试剂的氧化性能,也阻碍了茜素红的降解。     

芬顿氧化法处理氨羧配位剂电镀镉废水

利用芬顿氧化法对以氨三乙酸和乙二胺四乙酸为配位剂、总镉浓度为30 mg/L的电镀镉废水进行处理。研究了H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比,初始p H,H_2O_2投加量,以及反应温度和时间对镉残余质量浓度与去除率的影响。结果表明,当H_2O_2投加量为0.97 g/L,H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比为1∶4,初始pH为3时,在20°C下反应20 min后加碱沉淀并过滤,滤液中残余镉的质量浓度为1.31 mg/L,镉的去除率达到95.6%。     

芬顿氧化水杨醛肟的实验研究

研究了芬顿氧化技术在水体中水杨醛肟的降解效果,探讨了探索了芬顿试剂中H_2O_2含量、Fe~(2+)含量以及体系pH、温度等对芬顿降解的影响,发现芬顿试剂能够快速、显著降解水体中的水杨醛肟,且不受温度和pH值的影响。在水杨醛肟初始浓度为50 mg/L时,投加0.5 mmol/l的H_2O_2和0.125 mmol/L的硫酸亚铁1min内即可将水杨醛肟降解至23 mg/L左右。实验结果表明对于高浓度水杨醛肟废水,芬顿技术具有一定的降解效果。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

白云鄂博矿石非均相Fenton氧化技术的研究

利用白云鄂博原矿和过氧化氢(H_2O_2)构成非均相Fenton体系产生的自由基氧化去除难降解有机污染物。考察了白云鄂博矿石投加量、pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝的催化氧化的影响。研究了亚甲基蓝(MB)在白云鄂博原矿-H_2O_2构成的非均相Fenton体系中的催化机理。结果表明,当白云鄂博矿石投加量1.2 g/L,pH=4.5,H_2O_2浓度1.06 mmol/L时,30 mg/L的亚甲基蓝去除率可达到97.33%,且亚甲基蓝的降解反应遵循准一级反应动力学。通过加入自由基捕获剂抗坏血酸、羟基自由基捕获剂甲醇和高价铁捕获剂N,N-二甲基亚砜证明了Fe3O4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基、过氧自由基和高价铁自由基。     

白云鄂博矿石非均相Fenton氧化技术的研究

利用白云鄂博原矿和过氧化氢(H_2O_2)构成非均相Fenton体系产生的自由基氧化去除难降解有机污染物。考察了白云鄂博矿石投加量、pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝的催化氧化的影响。研究了亚甲基蓝(MB)在白云鄂博原矿-H_2O_2构成的非均相Fenton体系中的催化机理。结果表明,当白云鄂博矿石投加量1.2 g/L,pH=4.5,H_2O_2浓度1.06 mmol/L时,30 mg/L的亚甲基蓝去除率可达到97.33%,且亚甲基蓝的降解反应遵循准一级反应动力学。通过加入自由基捕获剂抗坏血酸、羟基自由基捕获剂甲醇和高价铁捕获剂N,N-二甲基亚砜证明了Fe3O4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基、过氧自由基和高价铁自由基。     

零价铁类芬顿法处理含低浓度重金属离子有机废水

以零价铁类芬顿法处理含低浓度重金属离子的有机废水,研究了初始pH值,H_2O_2投加量,反应时间,铁刨花投加量对实验的影响,探究了该法对化学需氧量(COD)和金属离子的去除机理。实验结果表明:初始pH值和H_2O_2投加量对处理效果影响比较大,最佳条件是初始pH值为3,H_2O_2投加量为1.5 mL/L,反应时间为60 min,铁刨花投加量为30 g/L,零价铁类芬顿法对废水中COD,Cu~(2+),Ni~(2+)和Pb~(2+)的去除率分别达到71%,98%,97%和98%,去除效果优于传统芬顿法。铁刨花在重复利用5次后,对COD和Cu~(2+)的去除率仍然分别保持在60%和88%以上,可见重复利用性好。因此,零价铁类芬顿法在处理此废水有良好的应用前景。     

芬顿氧化在印染废水深度处理中的应用实验研究

芬顿氧化法是一种高级氧化技术,具有较高的去除难降解有机污染物的能力,常被应用于印染废水的深度处理[1]。利用芬顿法对滨州高新区某纺织印染厂的生化出水进行深度处理,采用正交实验,研究芬顿反应时间、反应pH、芬顿试剂不同投加量对废水COD去除效果的影响。实验结果表明:在p H为3. 5,反应时间为40 min,H_2O_2投加量为双氧水和COD投加比例=1∶1,硫酸亚铁的投加量为Fe~(2+)与H_2O_2的投加比例=1∶3时,COD去除率可达90. 5%。     

构建电促铁还原型芬顿氧化法降解水中4-硝基酚

以钛基氧化物涂层材料(Ti/SnO_2-Sb_2O_5-IrO_2)为阳极,碳纳米管修饰的石墨材料(GE-CNT)为阴极构建电化学系统,促进芬顿反应过程中Fe~(3+)还原,从而减少芬顿氧化法中铁盐加量和铁泥产生量。研究表明:GE-CNT具有良好的还原Fe~(3+)性能,其优化的阴极还原电位约为0.30 V(vs.Ag/AgCl),该电位下反应120 min时Fe~(3+)还原率达到85.7%。以Fe~(3+)为催化剂降解4-硝基酚的结果,证实了电化学还原Fe~(3+)促进芬顿反应的有效性。对比考察了电促铁还原型芬顿氧化法与普通芬顿氧化法降解4-硝基酚的效果,优化的条件下两者可获得近似的降解效果,但前者优化的H_2O_2与Fe~(2+)摩尔比为40∶1,而后者为20∶1。因此,相对于普通芬顿氧化法,电促铁还原型芬顿氧化法可显著减少芬顿反应初始Fe~(2+)投加量。     

超声-芬顿法降解工业染料中间体废水

采用超声-芬顿催化氧化技术处理含高浓度2-甲基-4-氨基-5-甲氧基苯磺酸的工业染料中间体废水。通过设置单因素控制实验考察了超声功率、pH、温度、n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))、H_2O_2投加量及投加方式、反应时间对水样中COD去除率的影响。结果表明在最佳反应条件为超声功率250 W,pH为3,T=80℃,n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=10.9:1时,逐滴滴加0.5 mol/L H_2O_2,超声协同反应40 min后,COD的去除率可达92.26%,出水色度从800倍降为1倍。此外,在基准条件下对超声-芬顿法处理染料中间体废水的动力学研究发现,反应初期废水的COD降解符合表观一级动力学反应。     

铁负载煤气化渣基活性炭非均相Fenton体系降解甲基橙染料废水的工艺优化及其机理研究

基于煤气化残渣为原料制备出高比表面积的活性炭,采用浸渍法制备负载Fe~(3+)的煤气化渣基活性炭,并将所制材料应用于非均相Fenton体系降解染料废水中甲基橙的实验研究。实验结果表明铁负载煤气化渣基活性炭/H_2O_2非均相Fenton体系降解甲基橙最佳条件为:铁负载量21%,H_2O_2投加量为40 mM,pH值为5,甲基橙初始浓度为250 mg/L和最佳温度为328 K,甲基橙降解率可以达到97%以上。Fenton试剂降解甲基橙反应的活化能Ea和指前因子A分别为4.04 k J/mo L和36393,并且符合一级动力学,根据计算得到其降解甲基橙动力学模型为-d C/dt=-0.039174[Fe~(3+)]0.3825[H_2O_2]~(0.619)[Cl~-]~(1.8754)。     

超声-泡沫铜耦合降解罗丹明B

以泡沫铜作为催化剂与超声波耦合降解罗丹明B溶液,分别考察了H2O2投加量、溶液初始pH以及超声功率对罗丹明B降解效果的影响。结果表明,在H_2O_2的投加量为5.0 mmol/L、超声功率300 W、溶液初始pH为3.0的条件下,初始质量浓度为5 mg/L的罗丹明B溶液反应25 min,去除率为99.41%,比超声单独作用相比,增加了86.75个百分点。理论分析显示,超声-泡沫铜耦合体系通过羟基自由基氧化和泡沫铜还原协同降解罗丹明B。     

新型过氧化氢加合物的活化及降解苯胺研究

采用硫酸钠-过氧化氢-氯化钠加合物(SPS)固体类芬顿试剂降解苯胺,考察了SPS的用量、Fe~(2+)的用量、初始pH、苯胺污染物浓度、温度及反应时间对苯胺降解率的影响。结果表明,最佳反应条件为温度30℃,初始pH为2,SPS投加量0.4 g,SPS与硫酸亚铁投加比例10∶1,氧化时间为30 min时,处理100 mL的50 mg/L苯胺废水,降解率可达到93.24%,SPS对芬顿体系的动力学更符合一级反应动力学。     

流化床芬顿法处理邻氨基苯甲酸废水

利用自主开发的芬顿流化床反应器对邻氨基苯甲酸废水进行处理,考查Fe~(2+)投加量及pH值对邻氨基苯甲酸废水COD去除效果的影响。结果表明,在反应时间为30min,pH=3,COD与H_2O_2、Fe~(2+)的物质的量比为1∶1.1∶0.4时,COD去除率可达85%;pH=5时,COD去除率仍能保持在70%以上。表明流化床芬顿法在降解邻氨基苯甲酸方面要优于传统芬顿工艺,同时该法还能减少铁盐使用量,这对于减少铁泥产量、降低工艺运行成本具有重要意义。     

多聚磷酸络合纳米铜降解罗明丹B研究

为增强纳米零价铜(nZVC)/H_2O_2体系在中性条件下的氧化能力,以罗明丹B(RhB)模拟染料废水为对象,对nZVC/H_2O_2/多聚磷酸(PPA)体系氧化降解RhB效果进行了研究。结果表明,反应60 min时,nZVC/H_2O_2体系中RhB的降解率为13.49%,nZVC/H_2O_2/PPA体系中RhB的降解率为89.29%;通过投加叔丁醇发现,体系中反应物种主要为HO~·;pH的改变对nZVC/H_2O_2/PPA体系氧化能力影响不大;同时,提高H_2O_2、PPA、nZVC投加量均会对RhB的降解起促进作用;降解反应遵循二级反应动力学。PPA的加入可以有效提升nZVC/H_2O_2体系在中性条件下的氧化能力,有效降解水中目标污染物。     

联合法处理高SCN~-含量有机制药废水

利用化学沉淀法、亚硫酸钠液相还原法、芬顿氧化联合工艺对高SCN~-含量有机制药废水进行处理。结果表明,在CuSO_4投加量34 g/L、pH为6、反应温度25℃、反应时间1 h的优化条件下,化学沉淀法COD由27.75 g/L降至10.48 g/L;在CuSO_4与Na_2SO_3投加量为1.6倍理论量,pH为3,反应时间10 min的优化条件下,亚硫酸钠液相还原法废水中的SCN~-去除率为99.85%,COD降至7.032 g/L;在H_2O_2投加量为1.2倍理论量,H_2O_2、Fe~(2+)摩尔比10:1,pH为3.5,反应时间1 h的优化条件下,芬顿试剂处理废水,COD降至1.411 g/L。联合法处理后,COD和SCN~-总去除率分别达94.91%和99.85%。     

ZVI类Fenton-混凝同步去除印染废水中苯胺、Cr6+、锑

采用零价铁类Fenton-混凝法同步去除印染废水中的苯胺类物质、Cr~(6+)、锑。通过正交实验和单因素实验确定了初始pH、铁刨花投加量、H_2O_2投加量、反应时间对苯胺类物质、Cr~(6+)、锑去除效果的影响。结果表明,在初始pH为3.0,铁刨花投加量为0.2 g/mL,H_2O_2投加量为1.0 mL/L,反应时间为4 h的最佳反应条件下,苯胺类物质、Cr~(6+)、锑的去除率分别可达85%、99%、89%以上,均可达到现行排放标准GB 4287—2012《纺织染整工业水污染物排放标准》。     

载铁竹炭非均相Fenton催化剂处理含铜废水的研究

通过浸泡、高温煅烧等方法将Fe~(2+)负载于竹炭上,制成非均相催化剂。考察了Fe~(2+)负载效果,并研究其对含铜废水的处理效果。当Fe~(2+)负载平衡时间为60min、Fe~(2+)的质量浓度为1 280mg/L时,最佳的负载量为65.85mg/g。对于处理50mg/L的含铜废水,最佳的反应条件为:初始pH值2.5,反应温度30℃,反应时间60min,H_2O_2的投加量2mL/L,催化剂的投加量0.6g/L,此条件下Cu~(2+)的去除率可达到88.85%。该催化剂适用的反应pH值范围大,在碱性条件下处理效果也可达到55%以上,同时具有一定的重复性,三次利用后去除率仍可达40%以上。     

超声强化铁碳微电解-Fenton法降解硝基苯废水

针对铁碳微电解(Fe~0/GAC)-Fenton法降解硝基苯(NB)废水时难连续运行的问题,采用超声(US)强化铁碳微电解-Fenton法降解硝基苯废水。考察了超声对铁碳微电解-Fenton法连续运行效果的影响,研究表明:不更换铁碳填料时,Fe~0/GAC-Fenton法连续处理4批硝基苯废水时,硝基苯去除率从69.54%降至31.66%,TOC去除率也从48.11%降至19.20%;而US/Fe~0/GAC-Fenton法处理4批相同废水时,硝基苯去除率均近至100%,TOC去除率均稳定在60%以上。与单纯Fe~0/GAC-Fenton相比,超声不仅整体上强化了Fe~0/GAC-Fenton法降解硝基苯废水的效率,还实现了连续多次高效运行。研究了pH、H_2O_2投加量及投加次数对Fenton法降解US/Fe~0/GAC出水的影响规律,得到适宜操作条件:H_2O_2总投加量为4 ml并分5次添加,US/Fe~0/GAC的出水pH调为4,反应30 min,最终硝基苯去除率达到100%,TOC去除率可达75%。