零价铁处理冷轧含铬废水的研究

研究了Fe0处理冷轧含铬废水的适宜条件,并对Fe0去除废水中Cr(Ⅵ)的反应机制及动力学规律进行了探讨。结果表明,在30℃,Fe0和酸液的投加量分别为2.2 g/L和1.2%(体积分数),振荡转速为200r/min,反应时间20 min,沉淀pH值为8～9,沉淀1 h时,总Cr和Cr(Ⅵ)去除率高达99.99%和100%。Cr(Ⅵ)去除的反应机制主要是Fe0对Cr(Ⅵ)的还原作用及金属氢氧化物在Fe0表面的沉积和共沉积作用,其中Cr(Ⅵ)的还原反应符合拟一级反应动力学规律,表观速率常数随反应温度的升高而增大。     

有机膨润土负载纳米零价铁去除废水中的四氯乙烯研究

用具有良好吸附能力的有机膨润土作载体,通过FeSO4与NaBH4反应制得有机膨润土负载纳米零价铁(NZVI/CTMA-Bent).用XRD、TEM对NZVI/CTMA-Bent进行了表征,并将NZVI/CTMA-Bent用于四氯乙烯(PCE)的去除,考察了介质pH值、PCE初始质量浓度对其去除率的影响,并与相同铁含量的纳米零价铁(NZVI)进行了比较,测定反应中Cl-浓度的变化,采用GC/MS方法对反应产物进行了分析.结果表明:以有机膨润土作载体,可有效阻止NZVI的团聚,且对介质pH值有一定的缓冲作用;NZVI/CTMA-Bent与PCE反应120 min后,去除率接近100％,既高于相同铁含量的NZVI对PCE的去除率(54.8％),也优于NZVI和有机膨润土对PCE去除率的加和(86.5％);NZVI/CTMA-Bent与PCE反应几乎完全转变成乙烯.动力学研究表明,NZVI/CTMA-Bent、NZVI对PCE的反应均符合Langmuir-Hinshelwood方程,且反应速率与其对PCE的吸附性能呈正相关.     

零价铁法处理含EDTA-Cu(Ⅱ)废水

为了探索含络合铜电镀废水的处理新方法,以废铁屑为材料,研究其去除EDTA-Cu(Ⅱ)的有效性和作用机制。对铁屑进行XRD表征的结果表明,铁屑中含有零价铁和少量碳,实验发现,铁屑对Cu(Ⅱ)和EDTA能同步去除,90 min的去除率分别达到93.51%,52.55%,且降低了体系的生物毒性,提高了生物降解性。对反应机制进行探讨,结果表明铁屑以直接还原、沉淀吸附和微电解作用实现对EDTA-Cu(Ⅱ)的有效去除。     

好氧条件下零价铁对地下水中硝酸盐氮的去除研究

在好氧条件下,将Fe0用于模拟地下水中NO-3的去除,考察了投加量、温度、pH值和共存阴离子对去除效果的影响,并对反应过程进行了动力学分析。结果表明,好氧条件下,Fe0的投加量越大,硝酸盐的去除速率越高,效果越好;与碱性条件(pH=11)相比,酸性条件(pH=2)更利于硝酸盐的去除,反应4h后去除效果达97.77%;升高温度能促进反应的进行,增加铁粉的投加量会提高硝酸盐的去除效率;水体中的共存阴离子与硝酸盐产生竞争作用,对去除率负影响大小顺序为SO2-4HCO-3Cl-,而Cl-的引入能产生新的絮凝沉淀,增强对硝酸盐的去除效果。动力学分析表明,该反应过程符合Langmuir-Hinshelwood模型,属于一级动力学。     

零价铁还原地下水中对氯硝基苯的研究

采用间歇试验考察零价铁去除对氯硝基苯的效果,研究初始pH值、零价铁粒径、零价铁投加量和氧对反应过程的影响.结果表明,在中性和弱酸性条件下零价铁能有效去除对氯硝基苯,反应过程符合准一级动力学,反应终产物为对氯苯胺;降低零价铁粒径和增加零价铁投加量可提高对氯硝基苯的去除率.当零价铁粒径为0.05mm、投加量为0.5 g/L、对氯硝基苯初始质量浓度为25 mg/L,反应6h后,对氯硝基苯去除率可达100％.氧对零价铁还原对氯硝基苯具有竞争性抑制作用,但零价铁能消耗水中溶解氧并维持对氯硝基苯还原反应进行,与厌氧反应过程相比,空气-水体系对氯硝基苯去除率下降19.18％.研究表明,采用零价铁还原法可有效去除地下水中的对氯硝基苯.     

零价铁处理模拟染料废水的实验研究

以模拟染料废水为研究对象,实验主要研究的影响因素有铁屑投加量、pH值和反应时间等.结果表明处理效果随着铁屑投加量和反应时间的增加而提高,随pH值的升高而下降.最佳条件下废水的脱色率达到95%以上,COD的去除率也可达到73%左右.此法成本低廉,处理效果好.     

零价铁-反硝化菌在地下水硝酸盐污染修复中的应用

综述了应用零价铁-反硝化菌复合体系去除地下水中硝酸盐氮污染的研究进展.脱氮技术主要包括物理化学法、化学还原法和生物反硝化法,但单独使用任何一种方法都无法得到令人满意的处理效果.以零价铁在水中厌氧腐蚀所释放的氯气供给微生物进行反硝化,可以同时解决这两种技术单独使用时所存在的弊端.在此复合体系中,主要反应包括产氨、析氢和反硝化,降低脱氮产物中的氨氮比例就要减少产氨反应的发生几率.此外,使用纳米铁代替零价铁和反硝化细菌复合,可以大大提高脱氮反应速率.然而,该技术的研究在国内外尚处于起步阶段,在反应机理、产物控制、条件优化等方面都存在不足,还需要深入研究.     

零价铁基可渗透反应墙技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究进展

可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier, PRB)技术原位处理污染地下水是地下水治理领域的重要研究方向之一,以零价铁为填料的PRB在去除Cr(Ⅵ)污染地下水时具有显著优势。归纳总结了零价铁基PRB治理Cr(Ⅵ)污染地下水的反应机理,包括还原(主要作用)、吸附、共沉淀、微生物作用和铁腐蚀,并指出目前存在的反应性差和沉淀堵塞问题。硫化改性、双金属改性、负载碳材料和材料复配增强了零价铁对Cr(Ⅵ)的反应性能。耦合微生物菌(Cr(Ⅵ)还原菌、铁还原菌和硫酸盐还原菌等)治理方法由于更加绿色而受到越来越多的关注,但需注意微生物生长堵塞问题。电动治理技术强化了PRB被动捕获污染羽的能力并增强了PRB寿命。介绍了零价铁基PRB的渗透性能,并考虑水文地质条件、副反应以及二次污染等问题,以对未来研究做出展望,为零价铁基PRB技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究与应用提供参考。     

零价铁活化过硫酸盐降解分散剂木质素磺酸钠研究

为研究零价铁(Fe0)通过电子转移对过硫酸盐(PS)降解分散剂木质素磺酸钠(SL)能力的影响,以SL作为目标污染物,对影响SL降解的因素(初始pH值、SL初始质量浓度、PS浓度、Fe0投加量)及降解机理进行探讨.结果表明,1)当pH值小于2时,SL降解率随pH值升高而升高;当pH值在2～5时,SL降解率随pH值升高而降低.当PS浓度在2～4 mmol/L时,SL的降解率随PS浓度的增大而增大;当PS浓度超过4 mmol/L后降解率呈现下降趋势.当固定其他反应条件时,SL的降解率随SL初始质量浓度的升高而降低.2)相比于单一 Fe0体系和单一 PS体系,Fe0-PS体系对SL的降解率有显著提高,对含SL废水可生化性有所改善.在最佳反应条件下(pH值为2,Fe0投加后质量浓度为0.3 g/L,SL初始质量浓度0.5 g/L,PS浓度为4 mmol/L),180 min内SL的降解率能达到75.9％.3)Fe0活化PS产生SO4-·,通过自由基淬灭剂进行淬灭试验,确定降解过程中的SO4-·与·OH为体系活性物质.4)通过红外吸收光谱扫描,比较SL与反应产物的FTIR图谱,推测在氧化作用下,SL的苯环结构断裂,部分磺酸基团被氧化为SO4-.研究表明,Fe0-PS体系与单一 Fe0体系和单一 PS体系相比,Fe0能有效活化PS产生SO4-·,进而对SL有更好的降解效果.     

微电解法处理含铬钢铁废水的研究

采用铁炭微电解的方法处理某钢铁厂含铬废水。通过单因素静态实验主要考察了废水初始pH值、搅拌转速、Fe/C、反应时间对Cr6+去除效果的影响。根据静态实验的结果,在铁炭固定床反应柱中进行了动态实验,实验结果表明,当流速低于40mL/min时,系统可以连续稳定运行6h。     

超声波/零价铁联合降解间二氯苯的特性研究

研究了间二氯苯(M-DCB)在超声波/零价铁联合体系(US/Fe0)中的降解,考察了零价铁(Fe0)投加量、初始pH值、初始间二氯苯浓度(C0)、搅拌速度等控制参数对间二氯苯降解效率的影响。结果表明,其降解效率分别在Fe0投加量1.5 g/L,初始pH值为2和10时达最大值。随目标污染物初始浓度的提高,其降解效率降低,超声波和零价铁联合体系适合降解较低浓度的间二氯苯溶液,搅拌速度越大,污染物的去除率越高。     

硫化纳米铁的制备及其对亚甲基蓝的去除

为克服纳米零价铁易团聚、易氧化、电子选择性差等缺陷,引入硫对纳米铁进行改性制备了硫化纳米铁复合材料(S-nZVI),并利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对制备的S-nZVI进行表征,同时研究了其对水溶液中亚甲基蓝(MB)的去除效果。S-nZVI对MB的去除过程符合准二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。当MB初始质量浓度为1000 mg/L时,S-nZVI对MB的饱和去除量可达242.06 mg/g。     

SBR法处理油页岩废水试验研究

对油页岩废水水质进行分析,采用SBR工艺进行处理,以废水COD和总石油烃为控制指标,结合污泥脱氢酶的活性,探索SBR工艺运行的最佳条件;并利用修正的Monod公式,对SBR池中生化动力学进行研究,确定了其动力学参数,反应级数及反应速率常数.结果表明,在温度为24～28℃,pH值为6.58 ～ 7.24,DO为3.36～4.36mg/L,水力停留时间为36 h条件下,处理效果较佳.在进水水量为15L,COD为491.008 mg/L,总石油烃为33.25 mg/L时,废水COD去除率可达70％,总石油烃去除率可达90％.     

过硫酸盐法处理铁氰废水的研究

为实现总氰浓度的达标,采用过硫酸盐热活化和紫外活化处理水中的铁氰化物。考察了反应时间、过硫酸根投加物质的量比及初始pH值对两种活化方式去除铁氰化物中总氰的影响。结果表明,两种活化方式的活化速率和活化过程有所不同。两种活化方式中,反应时间为3 h时总氰浓度均趋于稳定,总氰去除效果均随投加物质的量比增加而减小。热活化中,初始pH值小于10时对反应结果基本没有影响,大于10时呈抑制作用;紫外活化中,初始pH值小于10时无明显影响,大于10时呈促进作用。去除效果对比表明,过硫酸盐紫外活化优于过硫酸盐热活化。     

臭氧氧化法处理难降解有机废水

臭氧氧化法在废水处理中有广泛的应用,对许多难降解的有机物,比如纺织印染废水、石油类污染物、焦化废水、金矿含氰废水、造纸废水等都具有较好的降解功效.有资料表明,影响臭氧氧化有机废水的主要因素有接触时间、臭氧投加量、pH值.     

电絮凝法处理纺织废水研究

为了考察铁、铝电极电絮凝法处理纺织废水的效果和影响因素,以铁板和铝板为电极对纺织废水进行了电絮凝处理,考察了初始pH值、电流密度、电絮凝时间对COD去除率、色度去除率、电能消耗及电极损失的影响。结果表明:初始pH值为7时,铁、铝电极电絮凝后最终pH值均有上升,但均未超过8,无需调节pH值;随电流密度增加,COD去除率、色度去除率、电能消耗及电极损失呈上升趋势,电流密度为7.5 mA/cm2时,铁电极的COD去除率可达72%,色度去除率可达89.1%,高于铝电极;电絮凝时间为15 min时,铁电极的COD去除率可达到76%,色度去除度可达90%,高于铝电极,且电能消耗低于铝电极。研究表明,铁电极电絮凝法处理纺织废水具有技术可行性,最佳试验条件为:初始pH值中性,电流密度7.5 mA/cm2,电絮凝时间15 min。     

铁碳微电解法预处理印染废水的正交实验研究

为了考察铁碳微电解法预处理提高印染废水的可生化性,先通过单因素实验探讨铁碳质量比、反应时间、反应pH值和曝气量等4个因素对废水COD降解效率及B/C比值提高的影响,再由单因素实验结果设计四因素三水平正交试验,确定最佳工艺参数。实验结果表明,铁碳比为1 1、反应时间2.5 h、pH值为3.25~3.50、曝气量为15.0 L/min为最佳工艺参数组合,出水B/C比值为0.5,各因素影响排序为铁碳比反应时间=反应pH值曝气量。     

铝铁电极换向电源电凝聚法处理活性黑KN-B染料废水的研究

针对普通电凝聚技术处理染料废水过程中采用单向电流易造成阳极损耗增加处理成本的缺点,对传统的电凝聚法进行改进,采用换向电源、铝铁分别作为两极的新型电化学反应器,以色度和CODCr去除率作为指标,利用电凝聚技术处理活性黑KN-B染料模拟废水.通过周期性改变电解电流方向,实现金属铝和铁电极均可溶解,同时产生具有絮凝作用的金属离子,并减缓金属阳极的损耗速度.结果表明,该方法对活性黑KN-B模拟染料废水具有较好的处理效果.其最佳处理条件为: 电解时间30 min,电解电压10 V,电源换向周期10 s,染料质量浓度100～300 mg/L,电解质(Na2SO4)浓度0.01 mol/L,搅拌速度1 000 r/min,极板间距1.0 cm,pH=5～9.在此条件下,色度去除率可达99%以上,CODCr去除率可达50.0%以上.电解时间、电解电压、换向周期、染料质量浓度、电解质(Na2SO4)浓度、搅拌速度、极板间距、pH值等因素对色度和CODCr去除率均有一定程度影响.色度主要是由于活性黑KN-B染料发生化学反应,染料分子中的发色基团-N=N-键被打开,生成苯环衍生物而得到去除;CODCr的去除则主要是絮凝和气浮现象共同作用的结果.扫面电镜测试(SEM)结果表明,该方法可以有效减缓阳极损耗过程.     

光催化氧化处理皂素生产双烯废水

采用活性炭物理吸附和Fenton光催化氧化技术处理皂素生产双烯过程中产生的生物难降解废水.通过测量化学需氧量(CODCr)得到降解效果过程.当在可见光(λ＞420 nm)照射下,pH=3.0,n(Fe2 ):n(H2O2)=1:7.49时,废水的降解率为71.2%.为比较不同光源的影响,在相同条件下,分别采用紫外光(330 nm＜λ＜380m)、太阳光、可见光(λ＞420 nm)3种不同光源,结果表明,120 min光催化降解COD去除率分别为94.3%、90.3%及71.2%,结合活性炭吸附处理均可达到废水排放标准.多次添加H2O2与一次添加H2O2的试验结果表明,多次添加可以提高H2O2的利用率,节约H2O2的投加量.     

有机蒙脱石负载零价纳米铁处理锑离子的研究

利用阳离子交换容量为1. 02 mmol/g的钠基蒙脱石,通过液相还原法制备了有机蒙脱石负载纳米铁(NZVI-OMt)材料。研究表明:材料对锑离子具有很好的去除效果,对于初始质量浓度为5 mg/L的锑离子溶液,反应10 min去除率即可达100%,且效果远远高于两种单一材料(纳米铁NZVI和有机蒙脱石OMt)及二者之和。通过一系列实验考察了初始质量浓度、pH值、投加量等因素对NZVI-OMt处理锑离子效果的影响。动力学研究表明,NZVI-OMt对锑离子的作用符合准一级反应动力学。对反应后的NZVI-OMt进行解析实验,表明NZVI-OMt对锑离子的去除作用包含物理吸附、化学吸附及共沉淀等复杂过程。