臭氧化降解水中硝基氯苯I.动力学和过程分析

对典型难生物降解有机污染物对硝基氯苯(pCNB)、间硝基氯苯(mCNB)、邻硝基氯苯(oCNB)3种同分异构体的臭氧化过程进行比较研究.采用直接法测定3种硝基氯苯(CNBs)与臭氧反应的速率常数,利用竞争动力学测定CNBs与羟基自由基(.OH)的反应速率常数,同时检测臭氧化过程的无机碳(IC)、Cl-、NO3-变化以及H2O2的生成情况.3种CNBs与臭氧直接反应的速率常数分别为1.6、1.5、1.6 L/(mol.s),以硝基苯和氯苯参考化合物,测得CNBs与.OH的反应速率常数分别为2.6×109、2.8×109、3.2×109L/(mol.s);考察CNBs的臭氧化过程发现,氧化体系的pH呈减小的趋势,同时溶液颜色由无色突变到黄色然后迅速恢复到无色,体系中的无机碳(IC)、Cl-、NO3-逐渐升高,不同氧化阶段,均有H2O2产生,当目标物pCNB质量浓度为50 mg/L时,H2O2的最大质量浓度能达到1.8 mg/L.整个臭氧化过程CNBs氧化去除达到99%时,而TOC去除率仅为45%左右.CNBs在臭氧氧化的降解过程是以自由基反应为主,认为反应过程中产生的H2O2起到催化臭氧化的作用,同时单独臭氧化很难完全将体系有机物完全矿化.     

催化臭氧化水中硝基苯速率常数的影响因素

为考察催化臭氧化降解水中硝基苯的表观速率常数随剂量因素的演进,采用半连续流批次实验检测臭氧投量、硝基苯初始质量浓度和蜂窝陶瓷催化剂用量对单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷氧化工艺降解水中硝基苯的表观反应速率常数的影响规律.结果表明,在不同的臭氧投量(0.987~2.732 mg/L)、不同的硝基苯初始质量浓度(50~250μg/L)和不同的蜂窝陶瓷催化剂用量(1~5个)下,2种氧化工艺对硝基苯的降解均遵循假一级反应动力学模型,且2种工艺的表观反应速率常数都分别与臭氧投量、硝基苯初始质量浓度和蜂窝陶瓷催化剂的用量成正相关性.     

臭氧化去除水中敌敌畏效能及机理

为及时处理进入水体中的诸如敌敌畏(DDV)的有机磷类农药,采用臭氧氧化方式对水中的DDV去除进行研究,探讨DDV氧化去除的影响因素及臭氧化机理.结果表明:臭氧能有效降解水中的DDV;增加溶液pH值,能提高DDV的降解效率;90%以上的DDV都是在臭氧化反应初期的5 min内被去除;DDV在臭氧化过程中,有机氯大都被矿化变成无机氯离子,在反应初期DDV矿化程度较快,反应5 min之后,TOC变化幅度就明显减弱;TOC变化同臭氧质量浓度有关,臭氧质量浓度越高,TOC降低幅度越大;GCMS分析发现DDV降解过程中的中间产物主要有磷酸三甲酯、二氯乙酸、二氯乙醛;对二氯乙酸的定量分析发现,pH值及反应时间对溶液中二氯乙酸的质量浓度都没有明显的影响,溶液中二氯乙酸的质量浓度呈高低交替波动状.研究认为水溶液中的DDV臭氧化的降解过程可能存在水解、直接分子臭氧氧化反应、自由基反应3种方式,其中以羟基自由基(.OH)反应为主,.OH与DDV反应首先可能夺取乙烯双键上的氢原子,生成磷酸二甲酯和二氯乙烯自由基,然后进一步被氧化生成各种产物或矿化为磷酸、CO2、氯离子.     

聚合硅酸铁催化臭氧氧化硝基氯苯的效能

为了考察实验室合成的聚合硅酸铁在臭氧氧化过程中的作用以及在实际工程中的应用价值,用聚合硅酸铁为催化剂,研究了在静态试验和连续流实验两种反应体系中催化臭氧氧化去除硝基氯苯(CNBs)的效能.静态实验结果表明,在去离子水本底条件下,催化臭氧氧化与单独臭氧氧化相比可以使2-氯硝基苯(oCNB),3-氯硝基苯(mCNB)和4-氯硝基苯(pCNB)去除率分别提高41%、39%和46%;在自来水本底条件下也可分别提高27%、30%和27%;在以自来水为本底的连续流实验中聚合硅酸铁催化臭氧氧化与单独臭氧氧化相比可使oCNB、mCNB和pCNB的去除率分别提高20%、24%和20%.叔丁醇对催化臭氧氧化的抑制作用表明聚合硅酸铁催化臭氧氧化CNBs的作用机理是以羟基自由基为主的间接氧化过程.     

臭氧化预处理TBBP-A废水的特性及动力学研究

利用臭氧氧化作为四溴双酚-A(TBBP-A)行业废水的预氧化技术,在半连续流反应模式中,采用模拟废水研究了pH值、臭氧氧化时间对氧化降解效果的影响;利用直接法测定了臭氧分子(O3)与TBBP-A的反应速率常数,利用竞争动力学法,以苯酚作为竞争参考物,测定了羟基自由基(·OH)与TBBP-A的反应速率常数.结果表明:在TBBP-A质量浓度为50 mg/L,pH值为9,臭氧投加量为2.18 mg/L,反应时间30 min的条件下,BOD/COD的比值由最初的0上升到0.33,利用臭氧预氧化可以有效地改善废水的可生化性,为后续生物联合处理TBBP-A行业废水提供必要条件;臭氧氧化TBBP-A的动力学研究表明,TBBP-A与O3的反应速率常数为5.92 L/(mol·s),TBBP-A与·OH的反应速率常数为4.8×109L/(mol·s),由此可认为,TBBP-A的臭氧氧化以羟基自由基反应为主.     

北方某市夏季高藻水化学预氧化试验研究

针对北方某市夏季高藻饮水水源特点,采用预氧化处理技术,研究了臭氧、臭氧过氧化氢联用、高锰酸钾和氯预氧化对后续气浮、过滤等常规工艺处理效果的影响.实验结果表明,预氧化能提高后续处理工艺出水水质,降低出水浊度和有机物含量,提高常规处理单元对藻类的去除能力,臭氧、臭氧过氧化氢联用和高锰酸钾预氧化能有效降低消毒副产物生成势,提高工艺出水安全性.     

次氯酸钠对磺胺二甲氧嗪的降解与风险评价

自来水原水中新兴污染物的存在对饮用水水质安全提出新的挑战。采用氯消毒对典型磺胺类抗生素磺胺二甲氧嗪(Sulfadimethoxine,SDM)进行降解研究,考察余氯初始浓度、pH值、氨氮(NH₄-N)等因素对降解的影响,探究SDM氯氧化降解机理,评估其生态风险。结果表明：在SDM初始浓度为15μmol/L、余氯初始浓度为60μmol/L的条件下,120 s内SDM去除率达到95.9%,降解过程符合准二级反应动力学。反应速率常数随着余氯初始浓度增大而增大,随着NH₄⁺-N浓度增大而减小,背景阴离子Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-对反应影响甚微,HCO₃^-、CO₃^2-对反应有抑制作用,中性条件下有利于SDM氯氧化反应。基于高分辨质谱HRMS Orbitrap解析出9种降解中间产物,降解过程中发生氯代反应、脱甲基反应和羟基加成反应等。在...     

ZnOOH/浮石催化臭氧氧化对氯硝基苯的研究

为提高浮石催化臭氧氧化活性,以浮石为催化剂载体,硝酸锌为金属活性组分前驱物,采用等体积浸渍法制备了Zn OOH/浮石催化剂.以对氯硝基苯(p-CNB)为目标反应物,对Zn OOH/浮石、浮石催化臭氧化和单独臭氧氧化去除水中微量p-CNB的效果进行了比较.结果表明,与单独臭氧氧化相比,Zn OOH/浮石和浮石催化臭氧化工艺可以明显提高水中p-CNB的去除率,分别为93.4%和72.1%.反应体系添加叔丁醇对p-CNB催化降解效率产生明显抑制作用,说明催化臭氧化过程中羟基自由基(·OH)是主导氧化物种.催化臭氧分解和·OH捕捉实验表明,利用Zn OOH改性浮石,提高了浮石催化分解水中臭氧能力,增加了·OH生成量,从而提高水中p-CNB的降解效率.水质背景对催化臭氧化p-CNB的去除率影响较明显.Zn OOH/浮石催化剂重复使用10次,催化活性稳定.催化臭氧化过程中Zn OOH/浮石离子溶出量低.     

偶氮染料的臭氧氧化机理研究

在3．5L半序批式反应器中进行了阳离子红X-GRL偶氮染料的臭氧氧化实验．用GC／MS定性和GC半定量等方法确定了该染料在臭氧氧化过程中各中间产物的出现次序及浓度变化，结合臭氧与染料反应的化学计量比、反应过程中溶液pH的下降和NO3^-的生成，得出了染料的臭氧氧化机理可分为三个阶段，即：助色基脱落、最大吸收峰紫移阶段；生色基分解、染料脱色阶段；无色中间产物进一步降解成有机酸、醛、酮及烷烃等有机小分子阶段．确定了染料分子中6个氮的转化路径，即：其中4个氮原子转化为2分子N2，另外2个氮原子分别转化为1分子有机氮化合物和1分子NO3^-染料的臭氧氧化以直接氧化为主．     

臭氧破解污泥效能评价指标选择与应用

为解决污泥臭氧化过程中评价指标不统一问题,考察溶解性化学需氧量(SCOD)、颗粒性化学需氧量(PCOD)、总有机碳(TOC)和挥发性悬浮固体物质(VSS)在污泥臭氧化过程中的表现及相关性,筛选出合适的评价指标,并以此为基础评价过氧化氢和pH对污泥臭氧氧化的影响.结果表明,臭氧消耗量<207.6±7.2mg/gSS时,可将TOC作为首选指标,如超过此范围,可选用SCOD和PCOD作为评价指标.过氧化氢与臭氧最佳摩尔比为1.2,最佳pH为6.     

修饰石墨基二氧化铅电极电催化氧化降解苯胺

选择石墨作为基体,采用电沉积的方法制备出掺杂镧元素修饰的二氧化铅电极.通过对该电极进行XRD和SEM测试,发现电极的表面主要成分为β-PbO2,底层为α-PbO2;镧金属的氧化物嵌入到PbO2晶格当中,使晶形发生显著改变;电极表面致密均匀,空隙率大,利于对目标有机物吸附和发生电催化氧化反应.以该修饰电极为阳极,石墨电极为阴极,对苯胺模拟废水进行电催化氧化处理,分别考察了阴离子种类、电流密度、进水质量浓度、反应初始pH值对苯胺和COD去除率的单因素影响.该修饰二氧化铅电极对苯胺的电化学氧化降解反应基本符合一级反应动力学规律.     

碳化硅超声-电化学机械抛光试验研究

为探究超硬脆碳化硅(Si C)材料的高效研抛方法,分别应用铸铁抛光盘、聚氨酯抛光盘、半固结磨粒抛光盘在自来水、KOH溶液、芬顿反应液3种研抛液中通过控制变量法对Si C进行了超声-电化学机械研抛试验,得到以试件材料去除率和表面质量为评价指标的优化抛光工艺参数.试验结果表明:使用铸铁抛光盘时材料去除率高,但表面质量差;使用半固结磨粒抛光盘时表面质量最好,但材料去除率低;芬顿反应液对提高试件的材料去除率效果最好;在试件与抛光盘之间的电压为+10 V时,试件的材料去除率最高,比无电压时提高了55.1%;当试件保持环施加超声振动后,比无超声时材料去除率提高了91.7%,可见超声振动对Si C试件抛光起主要作用.     

Purification of Songhua River water with an integrated O3 /AC-GAC process

Catalytic ozonation with coal-based activated carbon ( carbozone) followed by GAC ( granular activated carbon) filtration was compared with ozone-GAC process for water purification. Songhua River water pretreated with traditional processes was used as influent in the continuous-flow experiments. The carbozone-GAC process performed better than the ozone-GAC process during the 9. 5-months operation period. The organic removal rate in carbozone was found to be very high in the initial operation period,and then gradually decreased to a steady level. At the steady state of operation,the average removal rates of permanganate index ( PI) and UV254 were 25. 8% and 67. 8% in carbozone,and 6. 6% and 53. 7% in ozonation alone,respectively. The carbozone process also achieved a higher DOC removal than ozonation alone,and moreover,the number of semi-volatile organic compounds detected with GC/MS decreased from 44 to 28 in carbozone and 34 in ozonation alone,respectively. The catalyst surface became more acidic during the long-term operation with its pHPZC( pH at which its surface is zero charged) decreased from 7. 0 to 6. 2. In addition,the physical characteristics of the catalyst were also changed during the operation.     

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠漂白工艺研究

在脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠生产中,次氯酸钠和双氧水作为漂白剂用以改善产品色泽,现就两者在AES中的用量及其对产品质量性能影响方面进行探讨.     

二氧化氯制备的动力学研究

详细研究了由氯酸钠、双氧水和硫酸制备二氧化氯的动力学特征 .实验数据表明该反应硫酸、双氧水和氯酸钠的反应级数都比较低 ,反应的活化能也比较低 .由实验求得的反应速率为反应器的设计奠定了基础     

Pilot study on combined process of catalytic ozonation and biological activated carbon for organic pollutants removal

A combined process of catalytic ozonation in the presence of a novel heterogeneous catalyst and biological activated carbon was investigated for the removal of priority control organic pollutants, the reduction of genotoxicity, and the improvement of biodegradable dissolved organic carbon (BDOC). Results confirm that the catalytic ozonation has higher effectiveness for the removal of refractory harmful organic pollutants, the reduction of genotoxicity and the increase of bio-degradability of organics than ozonation alone, which results in lower pollution load for subsequent biological activated carbon process, and then leads to less organic pollutants penetrating biological activated carbon. The novel catalytic ozonation with this combined process exhibits excellent performance to guarantee the safety of drinking water.     

采用酸浸法从废旧锂离子电池中回收金属钴

分别采用盐酸-30%过氧化氢、硫酸-30%过氧化氢和硝酸-30%过氧化氢为浸取液,回收锂离子电池正极材料中的金属钴,研究了浓度、温度、30%过氧化氢的量、反应时间、固-液比等对钴浸取率的影响.经响应面分析实验结果表明,盐酸-30%过氧化氢最适宜做浸取液,最佳工艺条件为:盐酸浓度为4.0 mol/L,盐酸-30%过氧化氢...