臭氧氧化双酚A的性能及机理

采用臭氧氧化法在动态条件下降解双酚A,考察了臭氧浓度、水样进水流速、pH、双酚A初始浓度及温度对氧化降解双酚A效果的影响,探究了臭氧氧化双酚A的反应机理。结果表明,臭氧对溶于水中的双酚A具有良好的去除效果,在反应条件(臭氧浓度11.04 mg/L、水样进水流速2 mL/min、原水pH=6.83、双酚A初始浓度10 mg/L、温度40℃)下,去除率达86.12%。增加臭氧浓度或适当升高温度可增加臭氧氧化双酚A去除率。pH和进水流速的提高会降低双酚A去除率。偏酸性条件下,臭氧降解双酚A的效果更好。臭氧氧化双酚A反应活化能较低,属于快速反应。臭氧浓度不变,增加双酚A初始浓度会使其去除率减小。臭氧氧化双酚A以臭氧直接氧化为主,同时也存在羟基自由基间接氧化。     

Fenton及臭氧氧化法处理苯胺污染地下水的对比

针对苯胺污染地下水的异位修复问题,采用Fenton及臭氧氧化法进行处理,以TOC和苯胺的去除率为指标,分别对其工艺参数进行了优化,并对比分析了降解途径、去除效率和经济成本。结果表明,Fenton氧化去除苯胺的最佳工艺条件:当初始pH值为3.0、H_2O_2投加量为300 mmol/L、Fe~(2+)和H_2O_2的摩尔比为1∶3时,苯胺的去除率可以达到91.07%;臭氧氧化法的最佳工艺条件:当初始pH值为9、曝气速率为1 L/min、臭氧的投加量为360 mg/L、进气中臭氧的浓度为60 mg/L时,苯胺的去除率可以达到99.15%。成本核算表明,臭氧比Fenton反应具有更好的经济效益。降解途径分析表明,Fenton反应及碱性条件下臭氧反应过程中,硝基苯为苯胺氧化过程中的主要中间产物。     

电Fenton氧化去除水中盐酸四环素

利用电Fenton反应对水中盐酸四环素(TC)进行氧化降解,考察电流强度、H_2O_2试剂投加量、溶液初始pH值对盐酸四环素去除的影响,研究了盐酸四环素降解过程的特征。研究结果表明:对于初始浓度为0.08 mmol/L的盐酸四环素,最优反应条件为pH值3.0,施加电流50 m A,H_2O_2施加量1.58 mmol/L。在该条件下反应30 min,盐酸四环素降解率达97.01%,对应Total Organic Carbon Analyzer(TOC)去除率为78.40%;紫外-可见光谱扫描结果表明氧化过程中盐酸四环素的共轭结构被破坏。     

催化臭氧氧化水中氨氮的研究

采用γ-Al_2O_3催化臭氧氧化技术对废水中的氨氮降解进行研究,探讨了溶液的pH值、催化剂量、臭氧投加量、无机阴离子对氨氮去除率的影响。在臭氧量50mg/min、氨氮浓度50mg/L、初始pH值9、催化剂量100g/L的实验条件下,氨氮去除率为62.72%。Cl~-和SO_4~(2-)对氨氮去除率没有影响,但是Cl~-能提高氨氮转化氮气选择性。叔丁醇抑制实验表明·OH在去除氨氮的过程中发挥主要作用。     

臭氧耦合阴极电Fenton技术降解脱色噻嗪类染料亚甲基蓝

采用臭氧氧气混合气体曝气的方式,将臭氧与阴极电Fenton技术进行耦合,氧化降解模型有机污染物亚甲基蓝。实验结果表明,当FeSO_4初始浓度20 mg/L,电解质Na_2SO_4浓度维持1 g/L,臭氧混合气曝气气速为60 m L/min,O_3浓度维持20 mg/L,电流密度为0.02 m A/cm~2,pH初始值为3.00时,反应10 min,亚甲基蓝降解率即可达93.3%,反应30 min后其降解率可达96.1%。其反应动力学过程遵循准二级动力学规律。     

臭氧催化氧化法处理苯酚甲醛模拟废水的研究

制备了5种催化剂并用于苯酚甲醛废水臭氧催化氧化去除COD反应。通过BET、XRF和吸附饱和过程对催化剂进行表征,从COD去除效果和臭氧有效降解度两方面比较了催化剂的活性,并通过调节pH和加入自由基抑制剂探索了反应途径。结果表明,催化剂活性金属负载量稳定,自制Fe_2O_3/ACNT催化剂具有适中的比表面积、强度和吸附量,对苯酚甲醛废水的COD去除率高于其他催化剂,并且在110~470 mg/L的COD范围内保持高于86%的去除率。碱性条件下,·OH是反应过程中的主要物种。Fe_2O_3/ACNT催化剂在COD为470.5 mg/L时,COD平均去除率达到86.2%,并在45 d内保持活性稳定,适合工业应用。     

超重力?电催化?Fenton耦合法处理含酚废水

采用超重力-电催化-Fenton耦合法处理含酚废水,确定了适宜的工艺条件,与电催化-Fenton耦合法、超重力-电催化耦合法和电催化氧化法的去除效果进行了对比.结果表明,在电流密度200 A/m~2、初始p H值3、投加量FeSO_4×7H_2O 1.25 g/L和H_2O_2 40 mmol/L、超重力因子30、液体循环流量80 L/h、降解时间1 h的条件下,处理初始浓度100 mg/L的含酚废水,苯酚和化学需氧量(COD)去除率分别达99.56%和65.43%;废水处理后可生化系数(BOD/COD)由0.081提高到0.52,满足可生化处理要求;相近条件下本实验方法较其他3种方法苯酚去除率分别提高28.05%,84.13%和94.79%,并缩短了反应时间.     

超重力强化O_3/Fe(Ⅱ)氧化降解硝基苯废水

在旋转填料床中进行Fe~(2+)/O_3降解硝基苯废水的实验研究,并考察了初始pH、超重力因子β、液体流量、Fe~(2+)浓度对硝基苯去除率的影响。结果表明,在硝基苯质量浓度为175 mg/L、臭氧质量浓度为40 mg/L、气体流量为75 L/h、pH为3.5、超重力因子β=80、液体流量为140 L/h、Fe~(2+)浓度为0.4 mmol/L、循环处理40 min的条件下,硝基苯去除率和COD去除率分别为99.5%和67.97%。相同实验条件下,与O_3-RPB相比,该工艺的硝基苯去除率和COD去除率分别提高了7.1%和27.51%;与Fe~(2+)/O_3/BR工艺相比,该工艺的硝基苯去除率和COD去除率分别提高了27.2%和32.55%。表明将超重力技术与均相催化臭氧技术相结合,可实现硝基苯的高效降解。     

粉末活性炭-Fe_3O_4磁性材料-H_2O_2类Fenton体系降解亚甲基蓝研究

采用粉末活性炭(PAC)-Fe_3O_4磁性材料与H_2O_2组成类Fenton体系降解亚甲基蓝模拟废水,并使用X射线衍射仪、扫描电镜表征磁性材料。结果表明,PAC表面负载的铁氧化物为具有磁性的Fe_3O_4,Fe_3O_4近似球形均匀的负载在PAC表面。该类Fenton体系在PAC-Fe_3O_4磁性材料50 mg、H_2O_2投加量为30μL、p H为3、温度为40℃、反应180 min的条件下降解100 m L质量浓度为200 mg/L亚甲基蓝效果最好,亚甲基蓝和COD去除率分别为100%和94.42%。PAC-Fe_3O_4磁性材料-H_2O_2类Fenton体系对亚甲基蓝有良好的降解效果。     

旋转填充床中O_3/Fenton工艺处理聚丙烯酰胺污水的研究

在旋转填充床(RPB)中,研究了O_3/Fenton工艺处理模拟聚丙烯酰胺(PAM)污水的效果。考察了溶液p H值,Fe~(2+)浓度,H2O2浓度,O_3浓度,反应温度与RPB转速对PAM氧化降解率以及化学需氧量(COD)去除率的影响。结果表明,在pH值为4,Fe~(2+)浓度为0.25 mmol/L,H_2O_2浓度为0.8 mmol/L,O_3浓度为50 mg/L,反应温度为25℃,以及RPB转速为800 r/min的条件下,PAM氧化降解率和COD去除率可以达到96.82%与89.96%,表明采用RPB强化O_3/Fenton工艺处理PAM污水具有良好的效果。     

不同高级氧化工艺处理焦化废水二级生化工艺出水研究

针对焦化废水二级生化处理工艺出水化学需氧量(COD)难以达标的问题,采用实际焦化废水,通过开展半连续实验室小试试验,对比研究了单独臭氧氧化、O_3/H_2O_2氧化和UV-Fenton氧化3种工艺深度处理焦化废水的效果,并对不同工艺出水的UV_(254)、BOD_5/COD、发光细菌毒性、三维荧光光谱进行分析,研究不同高级氧化工艺对出水水质的影响规律。结果表明:增加臭氧投加量和添加H_2O_2能显著提高焦化废水二级生化工艺出水中有机物的去除效果。进水COD为(200±10)mg/L、O_3投加量为30 mg/L时,反应120 min后单独臭氧氧化对COD的去除率仅为36%;而对于UV-Fenton氧化,进水COD为(200±10)mg/L、H_2O_2(30%)投加浓度为2 g/L、Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比为1∶10时,COD的去除率为50%;单独臭氧氧化和UV-Fenton均不能满足排放标准。进水COD为(200±10)mg/L、O_3投加量为30 mg/L、H_2O_2(30%)投加浓度为2 g/L,反应120 min后COD去除率达到63%,O_3/H_2O_2氧化工艺出水COD达到74 mg/L,满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。3种工艺中,O_3/H_2O_2氧化的COD去除效果最好,这主要归因于O_3和H_2O_2协同产生强氧化性自由基,但当H_2O_2浓度过高时,体系中产生的·OH反而与H_2O_2反应,从而导致O_3/H_2O_2体系的氧化能力下降。3种工艺都能有效降低出水毒性,出水发光细菌急性毒性试验显示,单独O_3氧化、O_3/H_2O_2氧化处理15 min后,相对发光度分别上升到90%和87%,UV-Fenton氧化处理30 min后,出水的相对发光度上升到71.57%。与单独臭氧氧化和O_3/H_2O_2氧化工艺相比,UV-Fenton工艺处理出水急性毒性相对较高,可能与臭氧的消毒作用有关。3种工艺对废水可生化性的提高程度不明显,BOD_5/COD从0.02最大提升到0.1左右。UV_(254)和三维荧光光谱的对比分析表明,3种工艺对出水中芳香族化合物和荧光物质具有明显的分解作用。单独O_3氧化可优先降解废水中腐植酸类物质中的共轭双键结构,而O_3/H_2O_2氧化工艺对环状共轭污染物的氧化效果更显著。随着UV-Fenton氧化处理,焦化废水中大分子的类腐植酸以及紫外区类富里酸优先被氧化降解,最终转化为可见区类富里酸和类蛋白质,而类蛋白质和可见区类富里酸物质在出水中仍存在较高浓度,UV-Fenton氧化工艺对荧光物质去除能力最差。     

纳米Fe_3O_4催化非均相Fenton体系降解含酚废水的研究

采用纳米Fe_3O_4催化Fenton体系处理模拟苯酚废水和煤液化废水,考察了初始H_2O_2浓度、催化剂浓度和pH对降解过程的影响,以及催化剂的循环利用效果。结果表明:苯酚的降解符合一级反应动力学,在最佳运行条件下处理100 mg/L苯酚废水,180 s苯酚去除率为100%,120 min苯酚TOC减少44.3%。在最佳反应条件下处理煤液化废水时,COD去除率可达74.73%,pH为5时可去除42.8%的COD,同时B/C由0.20提高到0.50,且催化剂可稳定运行3次。     

UV/Fenton-Fe~0技术降解盐酸副品红的研究

采用基于Fe~0的非均相UV/Fenton技术对水中盐酸副品红(BR9)的去除效果和主要影响因素进行了研究。结果表明:当pH=3.0,Fe~025 mg/L,H_2O_2 34 mg/L时,1 min后BR9的去除率达93.4%,反应符合伪一级降解动力学;初始BR9浓度升高,反应速率降低,BR9绝对去除量增加。pH升高,BR9去除率降低,pH3时,BR9去除率70%;水中少量天然有机物(TOC 5~10 mg/L)和常见无机阴离子(Cl~-、SO_4~(2-)和NO_3~-)均抑制了体系对BR9的降解;自由基抑制实验证实降解过程符合羟基自由基(·OH)氧化机理。     

O_3-H_2O_2体系降解垃圾浓缩液中有机物实验研究

研究了O_3-H_2O_2体系降解膜滤垃圾浓缩液中有机物的效果与特点。结果表明,在反应时间为30 min,臭氧投加质量流量为4 g/h时,添加4 m L/L的H2O2可取得理想的处理效果,BOD_5/COD由0.025提升至0.527,对色度、腐殖酸、COD的去除率分别为86.99%、62.94%、53.03%,较之O_3体系的去除率分别提高了23.05%、18.91%、19.55%,原因是适量的H_2O_2有强化反应体系中自由基的作用。O_3-H_2O_2体系能将腐殖酸等大分子有机物分解为小分子烷烃类等臭氧惰性产物,随反应时间的延长以及H2O2的影响,p H有下降的趋势,且有机物的降解逐渐矿化为CO_3~(2-),由此导致了反应后期臭氧的利用率下降以及有机物的去除速率有所降低。     

H_2O_2改性活性炭活化过硫酸钠降解盐酸金霉素

研究了不同改性活性炭(AC)活化过硫酸钠降解盐酸金霉素(CH)的效果。结果表明,不同改性AC对过硫酸钠的活化效果依次为:H_2O_2改性NaOH改性NH3·H2O改性HNO3改性;H_2O_2的质量分数为30%的双氧水处理后的AC活化效果最佳。提高H_2O_2改性AC的投加量能加速过硫酸钠对CH的降解,投加量为1 g时(CH溶液和过硫酸钠溶液各50 mL),质量浓度为50 mg/L的CH在2 h后几乎全部被去除。CH的去除率随着其初始质量浓度由20mg/L增加至100 mg/L而不断下降。溶液pH对该活化过硫酸钠体系去除CH的影响不明显,但溶液中Cl-的存在会抑制体系的降解效率。HO·和SO_4~-·在反应不同时期均参与了体系对CH的降解。紫外可见光谱分析发现CH的苯环结构遭到破坏而分解。     

RPB-Mn~(2+)/H_2O_2/O_3处理硝基苯废水

在旋转填料床(RPB)中考察了Mn~(2+)/H_2O_2/O_3处理硝基苯废水的效果。考察了Mn~(2+)浓度、初始p H、超重力因子β、H_2O_2浓度、液体流量对硝基苯去除效果的影响。结果表明,硝基苯去除率随Mn~(2+)浓度、p H、超重力因子β、H_2O_2浓度、液体流量的增加呈先增加后减小的趋势。当硝基苯质量浓度为150 mg/L时,在Mn~(2+)浓度为1.8 mmol/L,p H 2.5,超重力因子β=40,臭氧质量浓度为40 mg/L,H_2O_2浓度为5.0 mmol/L,液体流量为120 L/h,循环处理25 min的条件下,硝基苯去除率和TOC去除率分别可达99.82%、59.24%,硝基苯质量浓度为0.27 mg/L,达国家一级排放标准(GB 8978—1996)。相同实验条件下,硝基苯去除率比RPB-O_3/H_2O_2提高了21.43%,TOC去除率比RPB-O_3/H_2O_2提高了21.08%。     

多相催化臭氧化处理采油废水试验研究

采用多相催化臭氧化技术在实验室条件下去除采油废水中的COD。考察了催化剂的种类、吸附作用和投加量以及pH、反应时间、HCO3-和CO32-对多相催化臭氧化去除采油废水COD的影响。试验最佳工艺条件为:臭氧质量浓度为80 mg.L-1、催化剂为A3、催化剂投加量为1 000 mg.L-1、pH为10.8和反应时间为50 min。结果表明,在最佳工艺条件下,采用A3/O3氧化工艺处理采油废水,COD去除率可达到79.40%,比O3、A1/O3和A2/O33种氧化工艺对COD的去除率分别提高了33.00%、14.00%和18.10%,出水COD为118.450 mg.L-1,达到了国家污水综合排放标准的二级排放标准;催化剂对采油废水中的有机物具有一定的吸附作用;pH对反应影响显著,pH越大越有利于COD的去除;COD去除率随反应时间的延长其增幅逐渐减小,最终趋于平衡;HCO3-和CO32-对多相催化臭氧化去除COD的效果具有很大的抑制作用,在HCO3-和CO32-质量浓度为200 mg.L-1时,COD去除率分别为39.89%和27.59%,比HCO3-和CO32-质量浓度为0 mg.L-1时的COD去除率分别降低了39.51%和51.81%,试验还发现,CO32-对自由基的抑制作用强于HCO3-。这在某种程度上证明了多相催化臭氧化对有机物的降解遵循羟基自由基氧化机理。     

在钴/氧化铝(Co/Al_2O_3)上臭氧催化降解水体中痕量N-亚硝基二甲胺(NDMA)

在实验室的间歇反应器中研究了在Al_2O_2和Co/Al_2O_3催化剂上臭氧催化降解水体中N-亚硝基二甲胺(NDMA)的效果,结果表明两种催化剂的添加显著地提高了NDMA的降解效率。主要试验参数的研究表明:Co/Al_2O_3的投加量、臭氧的投加量、温度等试验参数对于降解率有很大影响;当单位体积溶液中催化剂Co/Al_2O_3的投加量为167 mg/L、臭氧的投加量为3 mg/L时可以获得最佳的降解效果。随着温度的升高,NDMA降解去除率逐渐升高,当反应温度由283 K升高到323 K时,在Al_2O_3和Co/Al_2O_3上NDMA的降解效率分别由17.4%、55.4%提高到69.4%、82.5%。另外,在催化剂上添加K元素可明显提高Co/Al_2O_3臭氧催化降解NDMA的效率。     

精细化工生产废水处理工艺

以化工厂废水的COD去除率为评价指标,采用Fenton-混凝法对其进行处理,考察了FeSO_4、H_2O_2的加入量和反应时间、pH等反应条件对废水中COD去除效果的影响。实验结果表明:在废水pH为4,H_2O_2浓度为6%,Fe SO4浓度为1.5%,反应时间为2 h的条件下,该工艺对COD的去除效果最佳,废水中COD值从10500 mg/L降至1980 mg/L,COD去除率最高达81.14%,BOD_5/COD提高到0.6,在降解COD的同时有效提高了废水的可生化性。     

水力空化联合Fenton降解双酚A的性能研究

为探究水力空化(HC)联合Fenton(HC-Fenton)对双酚A(BPA)的降解效果,探讨了入口压力、溶液pH、Fe~(2+)和H_2O_2含量等操作条件对其降解BPA效果的影响。结果表明,当入口压力为0.3 MPa、溶液pH为3、Fe~(2+)的质量浓度为1.65 mg/L及H_2O_2的质量浓度为8.0 mg/L时,HC-Fenton对BPA去除率为61.61%,反应速率常数为9.49×10~(-3)min~(-1),且降解反应属于1级动力学反应。HC-Fenton能有效降解水中BPA,可为有机废水处理提供一种新方法。