非金属在多相催化芬顿体系中的应用

近年来,S、Cl、Si、C等非金属在多相芬顿催化领域的应用越来越广泛.本文在前人研究的基础上,综述了近几年来,非金属元素和金属相结合在多相芬顿催化领域取得的成就.按照非金属与金属结合所形成催化剂的作用形式,将其分为两类:包括非金属掺杂在金属中直接催化反应、作为载体负载金属来催化反应.总结这些催化剂的反应原理,论述目前非...     

铁掺杂类石墨相氮化碳类芬顿/光催化氧化作用机制

采用热聚合法制备并优化了不同铁掺杂比的铁掺杂类石墨相氮化碳(Fe-g-C₃N₄)类芬顿光催化剂,铁元素可完全掺杂进入类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)结构中并组成Fe—N配位键,最佳的Fe掺杂比为10%(质量分数)。Fe-g-C₃N₄类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解速率和降解率均远高于g-C₃N₄的,反应10 min时降解率已达到87. 9%,反应过程中起主要作用的活性基团为羟基自由基,超氧自由基和空穴电子也有一定作用。在pH值为3～9范围内,Fe-g-C₃N₄类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解率均高于90%,大幅度拓宽了适用范围; H₂O₂的投加量会显著影响Fe-g-C₃N₄类芬顿/光催化氧化的降解效能,H₂O₂最佳投量范围为1. 0～1....     

微波改性沸石/类芬顿技术的脱色效果

采用微波法对天然沸石进行改性并负载铁,制备了改性沸石负载铁催化剂,在H2O2存在的条件下考察了微波改性沸石/类芬顿技术对水中孔雀石绿(MG)的脱色效果.结果表明,微波改性沸石的载铁量比未改性的和浸煮法改性的分别提高了37%和9%,对MG的脱色率分别提高了32%和13%;随着温度的升高,对MG的脱色效果增强;当过氧化氢浓度为40 mmol/L时,对MG的脱色效果最好;羟基自由基是MG脱色反应的主要氧化活性物种;催化剂在高温(70 ℃)下使用时会有少量铁溶出,但再生后处理效果即可得到恢复.     

13X分子筛处理含苯酚废水研究

将以天然岩石和物为原料，经过较简单的工艺过程合成的13X沸石分子筛用水中苯酚的吸附实验研究结果表明：分子筛对苯酚的吸附速率非常快，吸附时间为10min时吸附基本达饱和；当分子筛用量为10mg／L时，水中醛酚的去除率达95％；随着pH值的增加，苯酚在分子筛上的吸附率减小；随温度增加，吸附率有所增加，但在常温下苯酚的吸附率也能达到96％；13X分子筛对苯酚的最大吸附量可达10mg/g，其吸附规律较好地符合Fruendlich吸附等温式；已饱和吸附的分子筛用质量分数为20％、温度为60℃的氯化钠溶液洗脱，解吸率近于100％，且解吸后的分子筛在未经任何处理的情况下仍能吸附苯酚。实验结果为实际应用提供了可行性依据。     

铁粉类FENTON降解对硝基苯酚的研究

以硝基苯酚(PNP)为研究对象,分析了铁粉类FENTON体系降解硝基类有机物的反应参数,结果表明对于初始浓度为100 mg/L的PNP溶液最佳降解工艺条件是pH=3±0.1,30%的H2O2投加量为2 mL/L,铁粉投加量4.0 g/L,20 min的PNP去除率达95%以上。     

三维电极-电芬顿耦合法处理石油采出水的试验研究

本研究采用自制三维电极-电芬顿反应器,处理模拟的石油采出水。在保证出水水质的情况下,曝气量为0.8 L/min, pH值为3.5,电解电压为12 V,电解质投加浓度为5 g/L,极板间距为5 cm,系统耗电量较低,COD去除率达到85.9%,油脂去除率达到93.29%。三维电极-电芬顿耦合法对石油采出水处理效果好,无二次污染,运行简单,可在实际工程中得到推广应用。     

四氧化三铁-石墨烯复合芬顿催化剂用于染料脱色的研究

芬顿催化是污水处理中最常用的技术之一,但是传统芬顿试剂需要对水体进行酸化并造成大量亚铁离子浪费.本文用水合肼还原法制备了四氧化三铁-石墨烯复合芬顿催化剂(Fe3O4-G),测试其催化脱色甲烯蓝的活性.Fe3O4-G样品用透射电镜、X射线光电子能谱和红外光谱等表征.Fe3O4-G能催化双氧水分解氧化脱色甲烯蓝.Fe3O4-G在pH3.5~9.5范围内均能有效催化脱色甲烯蓝,最佳pH为8.5.Fe3O4-G的催化活性几乎不受溶剂的影响,加入自由基淬灭剂叔丁醇对脱色也没有明显抑制.Fe3O4-G在较高的温度下催化能力更强,增大双氧水用量也能促进脱色反应.     

芬顿氧化/曝气生物滤池工艺深度处理颜料废水

采用芬顿氧化/曝气生物滤池工艺处理颜料废水,介绍了该工艺的技术特点,并给出工程主要构筑物的技术参数以及运行效果。工程监测结果表明,该工艺可有效去除废水中污染物,出水水质稳定达标。     

膜芬顿技术在污水深度处理中的应用

膜芬顿是通过将传统芬顿加以改进,与超滤膜过滤有机结合而产生的一种新型污水处理技术,已证明能有效去除污水中的COD、悬浮物、总磷、氟化物等污染物组分。通过一系列实验室研究、中试和商业规模示范工程的运行,初步证实了膜芬顿技术的适用性和高效率,表明它集成了高级氧化、混凝、化学沉淀、吸附、膜过滤等多种水处理机理。生产性示范工程长期运行结果表明,该工艺用于处理精细化工废水时,膜芬顿出水平均COD、总磷可达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅲ类水标准,运营成本约为1.89元/m3。针对印染行业因水回用而产生的RO浓水的中试结果显示,膜芬顿出水COD、悬浮物可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准,总磷可达到地表水环境Ⅲ类水标准。     

Fenton氧化处理炼化废水中苯酚的实验研究

通过单因素实验探索了Fenton氧化炼化废水中苯酚的最佳工艺条件。实验结果表明,Fenton试剂处理苯酚废水时,最佳氧化反应条件为:pH=3.5,反应温度为20℃,H2O2投加量为12mL·L-1,反应时间为30min,FeSO4·7H2O投加量为600mg·L-1。因此用Fenton氧化法处理含苯酚废水是一种非常有效的方法。     

芬顿三相催化氧化对印染废水的深度处理效果

针对绍兴某印染集聚区污水处理厂提标改造需求,采用芬顿三相催化氧化工艺深度处理印染废水。结果表明,该工艺可稳定地将气浮出水COD从112 mg/L降至27 mg/L,生化出水COD从227 mg/L降至36 mg/L,其他水质指标均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准。同时,详细介绍了该工艺的流程、特点及各处理单元设计参数,分析了主要经济指标,可为印染废水处理工程提供借鉴。     

微电解+芬顿氧化+SBR工艺处理丙炔醇和丁炔二醇生产废水

本文介绍了采用微电解+芬顿+SBR工艺处理丙炔醇、丁炔二醇生产废水的设计、调试运行的经验。在进水CODCr≦2800mg/L,BOD5≦600mg/L的情况下,经过本工艺过程处理,出水水质完全达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。     

膜芬顿+BAC/BAF工艺用于RO浓水深度处理

针对污水处理及回用系统中反渗透(RO)浓水的有机污染物含量高、色度高、含盐量高、可生化性差等传统技术难以处理的特点,采用膜芬顿+BAC/BAF新型组合工艺进行处理。该组合工艺应用于印染废水处理及回用的中试结果表明,膜芬顿对COD的去除效果显著,不同加药量可使出水的可生化性有不同程度的提升,BAC/BAF能进一步降解废水中剩余的可生化有机物,包括有机氮。对TN的去除效果很大程度上取决于废水中可生化降解COD的量。膜芬顿+BAC/BAF组合工艺可高效去除多种污染物组分、运行成本低、工艺运行稳定、抗冲击能力强,最终出水COD、TP、TN、NH₃-N等可分别降至20～40、<0.1、5～9、<0.5 mg/L,相应去除率分别达到86.0%、97.9%、69.3%、90.5%。     

芬顿预氧化+MBR工艺处理制药等化工废水

山东省潍坊市某化工园污水处理厂设计处理规模为1×10⁴m³/d,其中制药等化工废水5 000 m³/d,非化工废水5 000 m³/d,设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。采用分质处理,化工废水采用芬顿预氧化+脉冲水解酸化+两级AO+MBR组合工艺,非化工废水采用预处理+AAO生化+三沉池组合工艺。该项目从2014年1月开始运营,处理效果良好,出水水质稳定达标。     

响应面法优化电解芬顿协同法深度处理老龄垃圾渗滤液

采用电解芬顿法深度处理老龄垃圾渗滤液,选取电量、进水 pH 值、进水氨氮浓度3个因素为变量,CODCr 去除率为响应值进行 Box-Behnken 中心组合设计。利用响应面法对试验结果进行分析,建立了 CODCr 去除率为响应值的二阶多项式模型并进行了方差分析和显著性检验,通过解模型逆矩阵得到最佳条件：单位面积电量为23．26 Ah／dm2、pH 值为3．58、进水氨氮浓度56．78 mg／L。在最佳条件下,CODCr 去除率为96．5％,与模型预测值偏差为4．45％,吻合度较高。对电解芬顿深度处理前后的渗滤液进行 GC-MS 分析,表明电解芬顿协同处理技术能有效降解垃圾渗滤液中难生化降解的有机物,将有机物种类从42种降低至21种,是较有效的深度处理技术。     

可见光助多相电催化法处理苯酚废水的 试验研究

本文针对可见光助多相电催化法处理苯酚模拟废水,制备了活性炭负载N掺杂TiO_2光催化剂作为粒子电极,确定了可见光助多相电催化法处理模拟苯酚废水最佳反应条件,COD浓度为378.5mg·L~(-1),pH值为3.0,电极板间距10 cm,电解质Na2SO4投加浓度1 g·L~(-1),电解电压15 V,曝气量11 L·min~(-1),此时COD去除率为85.12%。对比可见光助多相电催化法、多相电催化法、可见光法对于苯酚处理效果的差异,分析了可见光助多相电催化作用的协同效应与反应机理。可见光助多相电催化法对苯酚模拟废水的降解效果显著,操作简单,通过进一步优化反应条件,可应用于苯酚废水处理工程实践中。     

LaCuO3/3DOMCeO2的制备及其催化性能研究

制备了钙钛矿型LaCuO₃/3DOMCeO₂催化剂用于非均相类芬顿反应降解罗丹明B,并通过XRD、SEM和XPS等对该催化剂进行表征。结果表明,LaCuO₃/3DOMCeO₂呈现三维有序大孔结构。负载3DOMCeO₂使LaCuO₃的比表面积增大、Cu⁺含量上升。LaCuO₃/3DOMCeO₂具有比均相芬顿催化剂更宽的pH适用范围和更高的H₂O₂利用率。循环使用10次后,LaCuO₃/3DOMCeO₂仍具有较高的催化活性。LaCuO₃/3DOMCeO₂表面存在■循环,二者协同引发高效类芬顿反应,产生大量·OH和·HO₂,实现了对罗丹明B的高效降解。     

紫外线强化Fenton试剂法处理苯酚废水的试验研究

采用紫外线强化Fenton试剂法,以苯酚废水为对象,探究了紫外线和药剂投加量对处理效果的影响。结果表明:对于COD为470 mg/L的苯酚原水,在H_2O_2投加量为2倍理论投加量,FeSO_4·7H_2O投加量为1. 25 mg/L,pH值为3的条件下,反应60 min后COD去除率为83. 37%。紫外线对Fenton试剂法有强化作用,在提高去除效果的同时减少药剂的投加量,降低成本。     

油田污泥中苯酚降解菌的筛选及降解苯酚研究

利用梯度压力驯化筛选法从油田污泥中得到一株具有蓝绿色荧光、椭球状的苯酚降解菌PHE-2,其革兰氏染色为阴性.考察了该菌对苯酚的降解效果及其影响因素,结果表明:该菌对浓度为440 mg/L的苯酚降解率在26 h后达80%以上,38 h后达99%以上;该菌能耐受的最高苯酚浓度为500 mg/L,当苯酚浓度500 mg/L时,该菌的生长受到抑制,但对苯酚的降解能力仍较强;重金属离子尤其是Zn2+和Cu2+会明显抑制PHE-2菌对苯酚的降解能力,但该菌对重金属离子尤其是Cd2+具有良好的生物吸附能力.     

改性Fenton试剂处理模拟苯酚废水研究

目的提高废水中苯酚的去除率。方法分别采用普通Fenton试剂和改性Fenton试剂(纳米Fe3O4/H2O2体系)处理模拟苯酚废水,找出其最佳反应条件,并将两者的处理效果进行对比。结果采用改性Fenton试剂处理苯酚废水,在pH=3时,按照m(COD)∶m(H2O2)=1∶3,n(Fen+)∶n(H2O2)=1∶5投加一定量的纳米Fe3O4和H2O2,搅拌反应60 min,化学需氧量(COD)去除率达到(91.80±1.64)%,而相同条件下普通Fenton试剂的COD去除率为(81.31±1.83)%。结论改性Fenton试剂的处理效果优于普通Fenton试剂的处理效果。