电催化氧化降解水体中抗生素磺胺

采用电催化氧化方式降解水体中抗生素磺胺(sulfonamide,SA),考察SA初始浓度、溶液pH、电流强度、电解质种类和浓度对SA降解的影响,运用循环伏安法和水杨酸自由基捕获法研究电催化降解SA的作用机制,并通过LC-MS分析电催化SA的降解产物。结果表明:SA初始浓度0.12 mmol·L~(-1)、溶液pH为3.0、电流强度20 mA·cm~(-2)、电解质Na_2SO_4浓度为50 mmol·L~(-1)时,电催化氧化降解3 h后SA降解率为89.2%;电催化氧化降解SA的一级反应是直接氧化和间接氧化共同作用的过程,一部分SA分子在阳极表面通过电子转移直接氧化生成一级产物,另一部分SA分子与电解体系产生的·OH发生间接氧化,2种一级产物继续被·OH氧化,生成马来酸和富马酸。     

电晕放电等离子体对水中邻苯二甲酸二甲酯的降解

采用电晕放电等离子体降解水中的邻苯二甲酸二甲酯,研究了放电输出功率、溶液初始浓度、空气流量、初始p H、Fe2+和羟基自由基清除剂对邻苯二甲酸二甲酯去除效率的影响,并对其降解动力学进行了初步模拟。结果表明,电晕放电等离子体对水中邻苯二甲酸二甲酯有较好的去除效果。在放电功率45 W、初始浓度50 mg·L~(-1)、空气流速2 L·h-1、初始p H 6.31、初始电导率4.05μS·cm-1的条件下,反应30 min,邻苯二甲酸二甲酯的去除率可达到95%。酸性条件下有利于邻苯二甲酸二甲酯的降解。添加Fe2+,在反应初期可显著提高邻苯二甲酸二甲酯的降解率。羟基自由基清除剂的加入在一定程度上抑制了邻苯二甲酸二甲酯的降解。电晕放电等离子体降解邻苯二甲酸二甲酯的过程基本符合一级反应动力学。     

零价铁活化过硫酸钠降解含油废水

将零价铁活化过硫酸钠产生硫酸根自由基的高级氧化技术应用于处理含油废水。研究了过硫酸钠浓度、零价铁投加量、p H值对油降解率的影响,分析了反应过程中S2O2-8和Fe2+的浓度变化。通过投加柠檬酸强化了降解效率,并探讨了油降解的动力学过程。结果表明,零价铁活化产生硫酸根自由基是处理含油废水行之有效的手段。当过硫酸钠浓度119 mg·L~(-1)、Fe0投加量为50 mg·L~(-1)、p H=1.0,反应4 h后油降解率达到79.26%。Fe/Ps体系中,存在不同的主反应过程,其中Fe2+为主要活性物质,其浓度与降解速率正相关。适量投加柠檬酸可以优化控制Fe2+浓度,油降解率可提高20.64%。油降解动力学过程用准一级动力学方程描述。     

快速Fenton反应器处理乳化液废水

采用快速Fenton反应器对乳化液废水处理效果进行研究。分别考察反应温度、H_2O_2和Fe SO_4投加量、反应时间、初始p H值等因素对COD去除率的影响,实验结果表明,在反应温度30℃,初始p H值4,反应时间20 min,H2O2浓度为116 mmol·L~(-1),Fe2+浓度为10 mmol·L~(-1)条件下,COD平均去除率可达到60%。H2O2和Fe SO4的用量是传统Fenton工艺的65%和10%,反应时间少于传统Fenton工艺的1/7。     

新型光-类芬顿催化剂纳米FeVO_4的制备及其对盐酸四环素的降解性能

采用水热法制备新型光-类芬顿纳米钒酸铁,通过X射线衍射(XRD)、粒径和比表面积(BET)对产物进行表征。以盐酸四环素模拟废水,通过光-类芬顿体系下对盐酸四环素的催化降解效果评价钒酸铁的催化活性,研究分析光源、盐酸四环素初始浓度、pH值、FeVO_4的用量以及H_2O_2的用量对盐酸四环素催化降解性能的影响。结果表明,在可见光下,盐酸四环素初始浓度为50 mg·L~(-1),pH值为7,H2O2的用量为60μL时,1.5 g·L~(-1)纳米钒酸铁,经过120 min反应后降解率为97.63%。     

零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水

采用零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水,研究了初始pH、零价铁投加量、过氧化氢(H_2O_2)投加量及温度对红水中总有机碳(TOC)去除效果的影响,同时进行了TOC去除过程中反应动力学的探讨。结果表明,零价铁耦合芬顿氧化体系可有效降解TNT红水中的2,4-二硝基甲苯-3-磺酸钠和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸钠。在初始pH为2,温度为20?C的条件下,加入1.5 g·L~(-1)零价铁反应1 h后,再加入100 mL·L~(-1)H_2O_2反应4 h,红水中二硝基甲苯磺酸盐浓度从500 mg·L~(-1)降至0 mg·L~(-1),去除率为100%,TOC浓度从150 mg·L~(-1)降至30 mg·L~(-1),去除率达到80%。反应中TOC的降解过程遵循拟二级反应动力学方程。零价铁耦合芬顿氧化法可以作为TNT红水的有效处理途径。     

Zn_(0.9)Fe_(0.1)S硫化物的制备及其光催化降解双酚A的性能

以沉淀法制备的Zn0.9Fe0.1S硫化物为光催化剂,双酚A(BPA)为目标污染物,在紫外光下建立UV+硫化物+H2O2光催化体系。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积测试(BET)对催化剂微观形貌进行分析,并考察了过氧化氢加入量、初始pH、BPA初始浓度、催化剂用量等因素对BPA降解率的影响,研究了该硫化物催化剂的使用寿命。结果表明:当pH=5,过氧化氢的加入量=0.20 mmol·L~(-1),BPA初始浓度为10 mg·L~(-1),催化剂的加入量为0.08 g时,对BPA的去除率最高,达90%以上。催化剂连续使用7次后,对BPA的降解率仍然能达到80%。说明该硫化物催化剂具有较好的稳定性并且与H2O2在光催化作用下具有良好的协同作用,而催化剂的加入也极大地提高了光催化工艺对BPA的处理效果。相比传统光-Fenton体系,UV+硫化物+H2O2光催化体系不仅可以提高BPA的降解率,还降低了H2O2的使用量,降低处理成本。     

Fenton试剂氧化降解水中的盐酸四环素

利用Fenton试剂对水中盐酸四环素(TC)氧化降解,考察H_2O_2/Fe~(2+)(摩尔比)、Fenton试剂投加量、溶液p H值对盐酸四环素去除的影响,研究了盐酸四环素降解过程及动力学特征。研究结果表明:对于初始浓度为0.10 mmol·L~(-1)的盐酸四环素,最优反应条件为p H值3.0,H_2O_2/Fe~(2+)=10∶1(物质的量之比),H_2O_2施加量1.58 mmol·L~(-1)。在该条件下反应60 min,盐酸四环素降解率达88.47%,对应TOC去除率为18.48%;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首先破坏;分别采用一级和二级动力学方程拟合降解过程,结果表明反应过程遵循二级动力学模型。     

多羧酸改良硫代光-Fenton处理有机染料废水

使用EDDS(乙二胺二琥珀酸)螯合Fe(Ⅲ),在光照过程中活化过硫酸盐/亚硫酸盐产生硫酸根自由基,并用于处理水体中的染料橙黄Ⅱ,考察过硫酸盐/亚硫酸盐初始浓度,Fe(Ⅲ)-EDDS初始浓度以及溶液初始pH对橙黄Ⅱ降解效果的影响,并获得处理效果较好的优化体系。结果表明,Na_2SO_3-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,[Na_2SO_3]=5 mmol·L~(-1),[Fe(Ⅲ)-EDDS]=0.05 mmol·L~(-1),pH=3.0时,60 min内橙黄Ⅱ降解效率达98%;Na_2S_2O_8-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,[Na_2S_2O_8]=10 mmol·L~(-1),[Fe(Ⅲ)-EDDS]=0.50 mmol·L~(-1),pH=7.0时,120 min内橙黄Ⅱ降解效率达99%。两个体系中,Fe(Ⅲ)-EDDS均存在最佳浓度,增大或减小均导致效率降低。Na_2SO_3-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,溶液初始pH越大,橙黄Ⅱ降解效率越低。Na_2S_2O_8-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,pH高于或低于7.0时橙黄Ⅱ降解效率均降低。Na_2SO_3-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,亚硫酸钠浓度越大橙黄Ⅱ降解效率越高。Na_2S_2O_8-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,过硫酸钠存在最佳浓度,增大或减小均导致降解效率降低。     

Fenton体系降解水中偶氮染料的研究

研究了Fenton体系对于水溶液中偶氮染料橙G(orange G,OG)的降解,反应30 min后,在[Fe2+]0=0.1mmol/L、[H2O2]0=10 mmol/L、pH=3.0的条件下,初始浓度为20 mg/L的OG的去除率达到99%以上。与H2O2相比,OG的降解速率随着Fe2+不同投加量的变化更为敏感。Fe2+和H2O2初始浓度较高时,反应过程中的Fe2+的浓度维持在一个较低的水平,OG的降解速率较快。腐殖酸对OG在Fenton体系中的降解影响表现出明显的阻碍作用,并且随着腐殖酸浓度的增加,抑制作用越来越大。     

K2FeO4协同TiO2光催化降解水中邻苯二甲酸二甲酯

针对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)难降解的特性,采用高铁酸盐-光催化的协同工艺降解水中的DMP;研究了不同参数对DMP降解效能的影响;探讨了光催化降解DMP的机理。结果表明,Fe(Ⅵ)-TiO_2-UV体系对DMP的降解率明显优于其他2种体系(高铁酸盐体系和TiO_2-UV降解体系),说明光催化与高铁酸盐的组合产生明显的协同效应;当DMP初始浓度为5 mg·L~(-1)、pH=9、高铁酸盐和二氧化钛投加浓度分别为31.7 mg·L~(-1)和40mg·L~(-1)时,DMP降解率较高(75%);在Fe(Ⅵ)-TiO_2-UV体系光降解DMP过程中,TiO_2催化剂表面产生的Fe—O—(有机)络合物会抑制DMP降解,用1%HCl溶液洗涤TiO_2,可恢复其活性;用Fe(VI)-TiO_2-UV体系降解实际生产废水和模拟废水中DMP,DMP降解率分别为67%和78.2%。高铁酸盐-光催化联合工艺的协同作用极大地提高了DMP的降解率。     

UV/SO_3~(2-)体系降解水中十溴联苯醚

十溴联苯醚(BDE-209)是全球应用最广泛的溴系阻燃剂之一。它可以长时间在环境中迁移,是一种亲脂疏水、可生物积累的难降解有机污染物。研究了UV/SO_3~(2-)高级还原体系对BDE-209的降解动力学,并分别考察了SO_3~(2-)浓度、p H、BDE-209初始浓度对其降解和脱溴效能的影响。结果表明,UV/SO_3~(2-)体系在BDE-209初始浓度为0.3μmol·L~(-1)、p H为7、SO_3~(2-)为1.0 mmol·L~(-1)、反应90 min时的降解效果最佳,降解率为93.54%;SO_3~(2-)浓度越高,BDE-209的降解和脱溴效果越好;酸性条件有利于BDE-209的降解;较高的BDE-209浓度不利于体系脱溴反应的进行。BDE-209的降解过程遵循伪一级动力学规律;脱溴过程主要通过e_(aq)攻击C—Br键分步实现。     

涡流空化/Fenton协同降解溶液中活性艳红K-2BP

采用涡流空化(SC)/Fenton协同降解溶液中活性艳红K-2BP,探讨了H2O2、Fe2+、pH、涡流压力以及活性艳红K-2BP初始浓度对SC/Fenton降解效果的影响。结果表明,H2O2和Fe2+的浓度过高或过低都会降低活性艳红K-2BP的降解率,低pH环境有助于活性艳红K-2BP的降解,活性艳红K-2BP的降解率随涡流压力的增大而升高,随其初始浓度的增加而降低。当活性艳红K-2BP初始质量浓度为10mg/L,H2O2质量浓度为165mg/L,Fe2+摩尔浓度为1.5×10-4mol/L,pH为4.0,涡流压力为0.8MPa时,活性艳红K-2BP降解率可达91.81%。     

光电芬顿氧化法深度处理垃圾渗滤液研究

采用光电芬顿氧化法对北京市某垃圾填埋场已经生化处理后的垃圾渗滤液进行深度处理，分别考察了电流强度和铁的不同价态等因素对渗滤液总有机碳（TOC）、化学需氧量（COD）以及色度去除效果的影响，并对阳极氧化、电芬顿和光电芬顿不同反应过程进行了对比。通过分析渗滤液UV-Vis光谱(200～500 nm)变化和渗滤液中有机污染物的分子量变化，发现光电芬顿反应可以明显改善渗滤液生化性。深入研究了反应过程中铁价态的变化规律。试验结果发现，以高比表面积的活性炭纤维(ACF)为阴极的光电芬顿反应可以有效降解垃圾渗滤液，在pH为3，Fe²⁺ 浓度为1 mmol/L，电流为0.5 A，O₂通入量为250 mL/min条件下降解360 min，垃圾渗滤液TOC和COD去除率分别达到78.9%和62.8%，色度完全去除。     

溶液化学环境对给水厂废弃铁铝泥吸附草甘膦的影响

考察了给水厂废弃铁铝泥(ferric and alum water treatment residuals,FARs)对有机磷农药草甘膦的吸附特征,探究了溶液初始p H、阳离子种类及其离子强度、磷酸盐和小分子有机酸浓度等对FARs吸附草甘膦的影响。研究结果表明:FARs对草甘膦的吸附较符合伪二级动力学模型(R2=0.942),Freundlich方程能较好地描述FARs对草甘膦的等温吸附过程(R2=0.994),其草甘膦吸附容量KF值达10.35,是已报道铝泥的2倍。溶液化学环境对FARs吸附草甘膦影响较大,随着溶液p H的增加,FARs对草甘膦的吸附量显著降低。与K+相比,Ca2+的存在能显著提高草甘膦的吸附量。此外,溶液中小分子有机酸(苹果酸和柠檬酸)对FARs吸附草甘膦存在明显的抑制作用,且抑制作用随着有机酸浓度的升高而增强。解吸实验结果进一步表明FARs吸附的草甘膦能稳定存在,不易被溶液中的磷酸盐所取代。     

Fe0还原、芬顿氧化及其耦合技术去除染料厂剩余污泥中的AOX

染料废水中含有大量难生物降解的卤代有机物合成中间体,合成卤代有机物在废水的生物处理过程中容易被吸附到剩余污泥中,如不能妥善处理会引起生态健康风险。研究了零价铁还原、芬顿氧化及其组合技术对染料企业剩余污泥中AOX(可吸附有机卤代物)的去除效果,优化了处理条件,解析了去除机理。结果表明,铁粉投加量为5 g·L~(-1),厌氧反应30 d时,零价铁还原对污泥中AOX降解率仅为24.7%;Fe2+投加量0.059 mol·L~(-1),H2O_2投加量0.89 mol·L~(-1),芬顿氧化1.5 h时,污泥中AOX去除率提高至73.7%;投加2 g·L~(-1)的铁粉,还原30 d后再进行芬顿反应,则污泥中AOX去除率可达到90.3%。GC-MS分析结果表明,污泥中的主要AOX物质为2,6-二氯-4-硝基苯胺,该物质经过零价铁还原与芬顿氧化组合工艺处理后,比直接芬顿氧化能得到更有效的去除。     

绿色合成纳米铁去除水中铬离子

以桉树叶提取液作为还原剂和稳定剂,绿色合成纳米铁(EL-Fe NPs),用于去除水体中的铬离子。通过SEM、XRD、FT-IR等技术方法对绿色合成的纳米铁去除铬离子反应前后的微观结构进行表征和分析,观察其反应前后的形态结构。主要探究了p H、Cr(VI)溶液初始浓度、EL-Fe NPs投加量和反应温度等因素对EL-Fe NPs去除铬离子效果的影响,研究其吸附动力学并且进行了EL-Fe NPs重复利用实验。实验结果表明:降低溶液初始p H值、升高温度均能提高铬离子的去除率;在铬离子初始浓度10 mg·L~(-1),EL-Fe NPs投加量1 g·L~(-1),初始p H=6,反应温度298 K条件下,铬离子的去除率能达到77.2%,其去除过程符合伪一级动力学,反应表观活化能为28.23 k J·mo L~(-1),表明其为化学控制过程;EL-Fe NPs在重复使用3次之后,铬离子去除率仍能达到35.2%。     

芬顿试剂预处理杀螟丹农药废水

利用芬顿试剂(Fenton)氧化预处理杀螟丹农药废水,分别考察了H2O2与Fe SO4·7H2O投加量、初始p H、反应时间、温度和摇床转速对Fenton试剂处理杀螟丹废水的影响。结果表明,杀螟丹废水初始COD为676.8 mg/L时,取废水样100 m L,优化反应条件为Fenton试剂的用量1 g Fe SO4·7H2O+4 m L H2O2,初始p H值为3,搅拌强度为160 r/min的摇床转速,反应温度25℃,反应时间60 min。在优化反应条件下COD的去除率达到83.9%。通过Fenton降解,废水可生化性BOD5/COD从0.0745~0.0747上升至0.9066~0.9228,可生化性大幅提高,为后续生化处理创造了条件。考虑到运用于工业废水处理中经济成本等实际问题,建议选取Fenton试剂的用量0.5 g Fe SO4·7H2O+1 m L H2O2,COD去除效率能达到65.5%。     

Cu~(2+)助芬顿法处理高浓度邻苯二甲酸二甲酯废水

Cu2+可以与H2O2发生类Fenton反应,用Fenton法处理同时含有难降解有机物和Cu2+的工业废水时,Cu2+对于Fenton氧化难降解有机物的反应具有促进作用。本实验在高浓度邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和Cu2+组成的模拟工业废水中投加Fenton试剂(Fe2++H2O2),利用Cu2+辅助Fe2+催化Fenton反应氧化难降解有机物。通过正交实验,优选反应条件,并进行单因素实验,分析不同Cu2+浓度、初始H2O2浓度、H2O2∶Fe2+(摩尔比)、pH及温度对DMP去除率的影响,以确定最佳的反应条件,并对反应机理进行了初步探讨。当Cu2+浓度为10 mg/L、DMP浓度为250 mg/L、初始H2O2的浓度为499.5 mg/L、H2O2∶Fe2+的摩尔比为4∶1、温度为20℃时,DMP的去除率最高可达到98.67%。本研究为类芬顿法处理难降解有机物和重金属离子共存的复杂工业废水奠定了基础。     

日光/H_2O_2/草酸铁体系对垃圾渗滤液深度处理的试验研究

以草酸铁络合物/H2O2作光氧化剂,利用日光对垃圾渗滤生化出水进行了光氧化降解试验。结果表明,在溶液的初始体系pH=3.0,H2O2投加量为460mg/L,Fe3+质量浓度为20mg/L条件下,反应60min后,CODCr去除率可达80%以上;溶液初始体系的pH、H2O2和Fe3+的投加量及废水的水质对光解过程有显著影响,而且在太阳光照射下,CODCr去除率比紫外光照射下高。研究表明,在一定试验条件下,用日光/H2O2/草酸铁体系对城市垃圾渗滤液处理效果较好,可作为垃圾渗滤液的深度处理。