Degradation of atrazine using solar driven fenton-like advanced oxidation processes

Atrazine (2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamino-s-triazine) was degraded using cobalt-peroximonosulfate (Co/PMS) advanced oxidation process (AOP). Three Co concentrations (0.00, 0.25 and 0.50 mM) and five peroximonosulfate (PMS) concentrations (0, 5, 8, 16 and 32 mM) were tested. Maximum degradation reached was 88% using dark Co/PMS in 126 minutes when 0.25 mM of cobalt and 32 mM of PMS were used. Complete atrazine degradation was achieved when the samples were irradiated by the sun under the same experimental conditions described. Tests for identification of intermediate products allowed identification and quantification of deethylatrazine in both dark and radiated conditions. Kinetic data for both processes was calculated fitting a pseudo-first order reaction rate approach to the experimental data. Having kinetic parameters enabled comparison between both conditions. It was found that the kinetic approach describes data behavior appropriately (R² ≥ 0.95). Pseudo-kinetic constants determined for both Co/PMS processes, show k value of 10^?4 for Co/PMS and a k value of 10^?3 for Co/PMS/ultraviolet (UV). This means, that, with the same Co/PMS concentrations, UV light increases the reaction rate by around one order of magnitude than performing the reaction under dark conditions.     

MnFeCu-LDHs活化PMS降解氯四环素的效能及机制

针对污水处理厂尾水中抗生素等生物难降解有机物频繁检出的问题,采用相对绿色、低毒性的过渡金属元素制备了锰铁铜类水滑石(MnFeCu-LDHs),并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解氯四环素(CTC)。探究了初始pH、反应温度、催化剂和PMS投量对CTC降解效能的影响规律,通过化学捕获和淬灭实验确定了活性氧物种(ROS)的种类与贡献,并对反应前后的催化剂进行理化性质表征且考察了催化剂稳定性。结果表明,在初始pH为7、反应温度为298 K、催化剂及PMS投加量均为0.2 g·L⁻¹条件下,反应5 min后CTC去除率达到80.88%,30 min去除率达到91.18%,同时,随着初始pH和温度的提高,CTC的降解效果得到明显增强;ROS淬灭实验和EPR捕获实验结果证实了在该体系中,·OH、SO₄·⁻、¹O₂均参与了CTC的降解,贡献度最高的是¹O₂,其次为·OH和SO₄·⁻;基于反应前后XPS光谱对比分析,发现MnFeCu-LDHs活化PMS过程稳定性较好,此外该催化剂在重复使用5次后,CTC的30 min去除率仍达到73.61%。因此,本研究可为SR-AOPs应用于控制水环境抗生素类污染提供新思路。     

光催化氧化处理有机废水

介绍了光催化氧化法的原理,对光催化氧化法处理有机废水的可行性进行了试验,探讨了ＣＯＤ随反应时间的变化规律及催化剂用量,温度、浓度的影响。试验表明,光催化氧化可降解象洗涤剂这样难降解的有机物,反应１２０ｍｉｎＣＯＤ去除率可达５０％以上。     

碳纳米管/钒酸铋光催化降解盐酸四环素

采用静电纺丝技术制备了碳纳米管/钒酸铋（CNTs/BiVO4）光催化剂,利用SEM、XRD和UV-vis漫反射光谱对催化剂进行了表征。通过对盐酸四环素的降解,研究了CNTs/BiVO4在模拟可见光下的光催化降解性能,考察了pH对光降解率的影响,分析了不同活性基团在光催化过程中的作用。结果表明,制备出的CNTs/BiVO4具有较高可见光响应,且CNTs与BiVO4结合紧密,形成了单斜晶型支架结构。与BiVO4相比,CNTs/BiVO4光降解盐酸四环素的活性显著增强,催化性能提高的原因可能是由于催化剂中光生电子-空穴的高效分离造成的;同时发现随着溶液pH的增大,盐酸四环素的降解率减小。添加捕获剂的实验结果表明：空穴在CNTs/BiVO4光催化降解盐酸四环素的过程中起主导作用;但随着辐照时间的延长,·OH的作用越来越明显。     

紫外线-氯联合高级氧化体系降解水中的萘普生

采用高级氧化(advanced oxidation processes, AOPs)技术去除水体中的药物及个人护理品(PPCPs)污染物,选取PPCPs中的典型物质萘普生(NPX)为研究对象,探讨了其在UV/氯体系中的降解特性。结果表明：在UV/氯体系中,NPX的降解遵循拟一级动力学模型。氯剂量越高,溶液pH越低,越有利于NPX的降解;不同水基质种类对UV/氯工艺降解NPX的效果有不同影响,HCO3-和HA的存在抑制了NPX的降解,而Cl-的存在明显促进了NPX的降解。UV/氯工艺是一种行之有效的处理PPCPs的技术,但与直接氯氧化相比,UV/氯工艺会有生成更多消毒副产物的风险,需要在实际应用中加以注意。     

负载型TiO2固定相光催化降解含酚废水的试验研究

以20W紫外灯为光源,研究了将TiO2粉末负载在硅胶颗粒上,对含酚废水进行光催化降解.由试验得出光催化反应过程中的工艺条件,在此基础上添加H2O2、Fe3+、Cu2+,反应1 h后,苯酚的降解率达95%以上.     

紫外/氯降解普里米酮的效能和机理

选用普里米酮(primidone,PRM)为目标污染物,研究了紫外/氯高级氧化工艺对PRM的降解效能及反应机理,分别考察了pH、水体常见阴离子(Cl-、HCO3-和NO3-)和出水有机物(effluent organic matter,EfOM)对PRM降解效果的影响,并研究了PRM在类Fenton体系中的削减情况;同...     

微波-Fenton高级氧化工艺降解水中BPA

以提高目标物的降解效果和投加药剂利用率、缩短反应时间及节约处理成本为目的,探讨4种不同光助-Fenton氧化工艺对环境内分泌干扰物双酚A（BPA）的降解效果。以BPA的去除率和反应速率作为评价指标,采用紫外分光光度计、TOC测定仪及分子荧光光度计分别对BPA的去除率、反应体系的矿化度和·OH的生成量进行研究。确定了微波-Fenton氧化工艺降解水中BPA的效果最佳,并深入研究pH值、H2O2投加量、n（H2O2）/n（Fe2+）、微波反应功率及时间对微波-Fenton氧化工艺的影响。结果表明：pH=3,n（H2O2）/n（Fe2+）为20,H2O2浓度为2 mmol·L-1,反应时间为5 min,反应功率为300 W的条件下,BPA初始浓度为100 mg·L-1时其去除率最高达99.67%,矿化度达53%;pH值在2~6范围内对BPA均有降解效果,铁泥量也有一定的减少。为微波-Fenton氧化工艺的实际应用奠定了理论基础,并且提供了技术支持。     

辉光放电电解等离子体降解水中阳离子红XL-GRL

针对染料废水色度高、难生物降解等问题,提出了用辉光放电电解等离子体(GDEP)技术降解染料废水阳离子红XL-GRL的方法。研究了放电电压、溶液浓度对脱色率的影响;测定了GDEP产生的活性物质以及降解过程中溶液的电导率、pH和TOC去除率的变化;分析了降解中间产物成分。结果表明,在600 V电压下,GDEP产生了HO?、H?、O?等高活性物质,他们可使染料分子在130 min内的脱色率达到93.32%,在120 min内TOC去除率达到了65.80%。降解过程中产生了大量带电离子及酸性中间产物。推测可能的降解机理是,阳离子红XL-GRL分子在HO·作用下双键断裂,生成酚类等产物,接着继续降解为中间产物醌,并进一步氧化为小分子有机酸,最终矿化为CO2、H2O和简单的无机离子。GDEP在有机染料废水处理方面具有一定的应用前景。     

Studies on degradation of glyphosate by several oxidative chemical processes: Ozonation,photolysis and heterogeneous photocatalysis

Several different Advanced Oxidation Processes (AOPs) including ozonation at pH 6.5 and 10, photolysis and heterogeneous photocatalysis using TiO₂ as semiconductor and dissolved oxygen as electron acceptor were applied to study the degradation of glyphosate (N-phosphonomethyl glycine) in water. The degree of glyphosate degradation, the reactions kinetic and the formation of the major metabolite, aminomethyl phosphonic acid (AMPA), were evaluated. Ozonation at pH 10 resulted in the maximum mineralization of glyphosate. It was observed that under the experimental conditions used in this study the degradation of glyphosate followed the first-order kinetics. The half-life obtained for glyphosate degradation in the O₃/pH 10 process was 1.8 minutes.     

UV/O3降解水样中COD的动力学建模

建立动力学模型可以对UV/O3降解有机物的过程进行有效的分析和预测,帮助改进水处理工艺以提高有机物的降解效率和降低能源消耗。然而,已有的方法无法满足实际水样中未知有机物降解过程的建模需求。在化学反应机理的基础上,结合对有机物降解生成CO2浓度演化规律的分析,建立了一种可预测未知有机物降解反应的数学模型。通过改变氧化消解的条件,从理论上检验了该模型的灵敏度;同时,实验采用了含有葡萄糖、尿素和邻苯二甲酸氢钾的混合溶液作为测试水样,考察了模型的准确性,实验值与预测值的趋势一致。     

光电芬顿矿化草甘膦有机废水

以有机磷农药-草甘膦为目标污染物,利用光电芬顿方法对其进行降解研究。研究汇总考察了电流强度、初始pH、Fe2+浓度、草甘膦初始浓度、光种类及通入背景气体种类对草甘膦降解效果的影响。实验结果表明：电流强度越大,草甘膦初始浓度越低,草甘膦降解效果越好;草甘膦在pH=2.0~3.0的酸性体系中降解效果最好;Fe2+浓度升高,草甘膦降解效果增强。在电流为0.36 A、初始pH=3.0、Fe2+浓度为1.0 mmol·L-1、通入100 mL·min-1 O2条件下,以365 nm紫外光照射的光电芬顿反应降解初始浓度为84.5 mg·L-1的草甘膦溶液,处理360 min后溶液矿化率可达64.5%。     

紫外/次氯酸钠和紫外/过碳酸钠工艺降解水杨酸的影响因素及降解机理

采用紫外/次氯酸钠(UV/NaClO)和紫外/过碳酸钠(UV/SPC)工艺降解水中水杨酸(SA),且利用协同因子(R)作为评价指标,分别考察了氧化剂投加量、pH、阴离子(NO₃^-、HCO₃⁻)和腐殖酸(HA)等因素对SA去除的影响,结合TOC对比了2种工艺对SA的去除效果,通过鉴定中间降解产物探讨了SA可能的降解路径。结果表明：UV/NaClO和UV/SPC工艺中SA的去除均符合拟一级反应动力学,R与拟一级反应动力学常数(k_obs)变化趋势相似。当NaClO和SPC质量浓度分别为 3 mg·L⁻¹和12 mg·L⁻¹时,2种工艺中k_obs分别为0.173 2 min⁻¹和0.258 8 min⁻¹,而 R_UV/NaClO和R_UV/SPC分别为9.5和15.9。k_obs和R随氧化剂投加量的增加而升高,因过量的SPC消耗产生的羟基自由基(·OH)会导致k_obs降低。初始pH对SA去除有较大影响,酸性环境有利于UV/NaClO工艺去除SA,而UV/SPC工艺则在pH=7具有较好的SA去除效果。NO₃⁻与HCO₃⁻对UV/NaClO工艺去除SA有轻微的促进作用,而显著抑制UV/SPC工艺对SA的去除。HA对2种工艺中SA的去除均有抑制作用。相比UV/NaClO,UV/SPC工艺对TOC去除更为显著。通过分析SA的密度泛函理论(DFT)并结合主要的降解产物推测SA的降解机理主要为自由基的取代和氧化。     

聚乙烯醇在超临界水氧化中降解

以H2O2为氧化剂用间歇式超临界水氧化装置对聚乙烯醇(PVA)废水进行降解研究。通过正交实验,考察了反应温度、压力、时间及氧化剂过氧倍数对降解效果的影响,并且采用GC/MS对液相降解产物进行表征推测其可能降解途径。结果表明:PVA在SCWO体系中能完全降解,反应温度440℃、压力28 MPa、氧化剂过氧倍数4、反应40 min时,COD去除率为99.03%,出水COD=89.09 mg/L。PVA在SCWO体系中降解为烯烃、烯酮、醇和羧酸类中间产物、最终降解为小分子的饱和直链烷烃类液相产物。     

基于硫酸根自由基的高级氧化对头孢氨苄的降解特性

采用高级氧化(advanced oxidation processes, AOPs)技术去除水体中的头孢类抗生素。选取头孢类抗生素中的典型物质头孢氨苄(CFX)为研究对象,探讨了其在UV/过硫酸盐(UV/PS)体系中的降解特性。结果表明,pH=7.0时,UV/PS体系中SO4-·和·OH均对CFX有降解作用,且其与CFX反应的二阶速率常数分别为9.8±0.4×109L?(mol?s)-1、1.05±0.7×1010L?(mol?s)-1。PS投加量的增加可加速CFX的降解和矿化,且酸性条件可促进CFX降解。水体基质Cl-的存在对CFX的降解起到了低浓度抑制高浓度促进的作用,HCO3-和自然有机质(NOM)的存在对CFX的降解稍有抑制。在实际水样中的应用研究表明,UV/PS体系可以有效降解和矿化实际地表水样(SW)和实际废水样(WW)中的CFX,具有较好的应用前景。     

光助Fenton氧化法降解水中六氯苯的研究

采用光助Fenton氧化法处理六氯苯模拟废水,考察了反应时间、Fe3 与H2O2摩尔比、Fenton试剂用量、初始pH、六氯苯初始浓度、光强对六氯苯降解效果的影响,并初步探讨了六氯苯的降解动力学规律.结果表明.光助Fenton法降解六氯苯的最佳工艺条件为:紫外灯功率为300 W、Fe3 投加量为1.0 mmol/L、H2O2投加量为5.0 mmol/L、反应时间为60 min、初始pH为3,在此条件下,浓度为500μg/L的HCB的去除率可达91.3%.UV辐射与Fenton氧化对HCB的降解具有协同效应.光助Fenton法对HCB的降解符合一级反应动力学方程,表观速率常数为0.04 min-1,与Fenton法相比,提高了近9倍.     

光催化-膜分离三相流化床循环反应装置处理酸性红B废水

耦合光催化氧化和有机膜分离技术,设计了一种新型光催化氧化-有机膜分离三相流化床循环反应装置（循环反应装置）;并对循环反应装置光催化降解酸性红B时的影响因素进行了研究。结果表明,减小膜出水通量和降低酸性红B废水浓度均有利于膜出水降解率的提高;循环反应装置中废水降解率随光催化反应器底部曝气量的增加而先增加再降低,膜分离器中废水降解率的波动则随曝气量的增加而总是在增大,其最佳曝气量为1．00m^3／h;光催化反应器中多光源布置有利于循环反应装置的稳定运行;循环反应装置可有效地处理酸性红B废水。     

3种染料化合物在UV-TiO2/H2O2和UV-TiO2体系中的光催化降解研究

采用自制的TiO2膜和平板式固定床型光催化氧化反应装置,对甲基橙、茜素红和罗丹明B 3种含有不同生色基团的染料化合物进行了TiO2光催化氧化降解研究,通过对照测定降解过程中吸光度、电导率、pH的变化,分析了在加入和不加入H2O22种情况下降解过程的异同,比较了3种染料化合物脱色的难易程度,揭示了降解产物中无机离子的变化规律及某些可能的产物类型.     

Biodegradation of mixed pesticides by mixed pesticide enriched cultures

This paper discusses the degradation kinetics of mixed (lindane, methyl parathion and carbofuran) pesticides by mixed pesticide enriched cultures (MEC) under various environmental conditions. The bacterial strains isolated from the mixed microbial consortium were identified as Pseudomonas aeruginosa (MTCC 9236), Bacillus sp. (MTCC 9235) and Chryseobacterium joostei (MTCC 9237). Batch studies were conducted to estimate the biokinetic parameters like the maximum specific growth rate (μ_max), Yield Coefficient (Y_T), half saturation concentration (K_s) and inhibition concentration (Ki) for individual and mixed pesticide enriched cultures. The cultures enriched in a particular pollutant always showed high growth rate and low inhibition in that particular pollutant compared to MEC. After seven weeks of incubation, mixed pesticide enriched cultures were able to degrade 72% lindane, 95% carbofuran and 100% of methyl parathion in facultative co-metabolic conditions. In aerobic systems, degradation efficiencies of lindane methyl parathion and carbofuran were increased by the addition of 2g L^{? 1} of dextrose. Though many metabolic compounds of mixed pesticides were observed at different time intervals, none of the metabolites were persistent. Based on the observed metabolites, a degradation pathway was postulated for different pesticides under various environmental conditions.     

TiO2光催化降解水中苯酚的试验研究

以悬浆态TiO2为光催化剂，在紫外光催化反应器中，进行了苯酚溶液的动态光催化降解性能的研究，考察了TiO2用量、TiO2焙烧温度、溶液pH值以及循环流量对苯酚光催化降解的影响。结果表明，TiO2用量1．0g／L，TiO2焙烧温度450℃，循环流量20L／h，紫外光照反应5h，苯酚去除率为71．2％。