难降解有机物处理中Fenton试剂与其他方法的联用研究

介绍了传统Fenton试剂的氧化机理和使用过程中的影响因素.概述了光-Fenton法、微波-Fenton法、超声-Fenton法和微电解-Fenton法等在处理难降解有机物中的机理和应用研究进展,并对各方法使用过程中的优缺点进行了简单的说明,认为要探索新的反应条件,弱化对各方法使用时的限制性因素,指出光-Fenton法和超声-Fenton法是今后的两大发展方向.     

电芬顿反应原理研究进展

电芬顿法作为一种新型电化学氧化技术,因其强氧化能力以及环境友好的特性引起了国内外的广泛关注.电芬顿反应通过电极产生H2O2和（或）Fe2＋,进行一系列反应生成具有强氧化能力的羟基自由基·OH.为了提高电子传递速度,产生更多芬顿试剂,国内外学者研发出不同类型的电芬顿反应器.通过分析电芬顿反应中·OH浓度与有机物浓度间的关系,大多数学者在准一级反应动力学基础上确定了反应常数,然而,目前其应用仍只停留在实验室阶段,电芬顿技术的效率及机理仍需要进一步研究改进.     

氧化铝载体下二氧化氯催化氧化处理印染废水

研究了二氧化氯化学氧化体系和二氧化氯催化氧化体系。实验结果表明:单用二氧化氯化学氧化处理COD为2700mg/L的活性艳红染料配制废水时,最佳反应pH值为10,氧化剂经济用量为800mgClO2/L废水,反应时间为30min,COD去除率可达63%左右,氧化指数(COD削减量∶ClO2投加量)=2.18。当二氧化氯与自制催化剂所组成的催化氧化体系用于对活性艳红染料配制废水的处理时,最佳反应pH值为10左右,氧化剂经济用量为1000mgClO2/L废水,反应时间为90min,COD去除率可达83.4%,氧化指数=2.25。结果表明,二氧化氯催化氧化法是一种新型高效的处理难降解废水的技术,有着广阔的应用前景。     

电-Fenton氧化降解2,4-二氯酚

以气体扩散电极为阴极,以Ti/SnO₂-Sb₂O₅-IrO₂为阳极,构建了电-Fenton氧化系统降解水中2,4-DCP(2,4-二氯酚),在考察气体扩散阴极产生H₂O₂适宜电位基础上,研究了初始 c (Fe2+)和电化学反应时间对2,4-DCP降解的影响以及反应过程中 c (H₂O₂)、 c (Fe2+)和ρ(Cl-)的变化. 结果表明:该方法联合了电-Fenton氧化和钛基氧化物阳极氧化2种作用共同降解2,4-DCP,在阴极电位为-0.7 V、 c (Fe2+)为0.15 mmol/L、反应60 min时,2,4-DCP去除率为89.1%;反应120 min时,2,4-DCP的吸收特征峰完全消失,去除率达到100%;反应240 min时,ρ(TOC)降至9.15 mg/L,去除率达79.4%. 反应体系中ρ(H₂O₂)与ρ(Fe2+)呈负相关. 2,4-DCP被降解后,其苯环上的氯主要以Cl-的形式存在于溶液中.      

过硫酸盐-石灰苏打处理印染反渗透浓水研究

本文通过热活化过硫酸盐(PS)氧化印染反渗透浓水(ROC)中的难降解有机物,并辅以石灰苏打软水技术降低其硬度,以期实现印染ROC的回用.PS氧化研究表明,酸性条件相对于中性和碱性条件更有利于反应的进行,适宜的初始PS浓度为1000 mg·L~(-1),经济有效的活化温度为75℃.PS氧化降解ROC中难降解有机物的过程符合一级降解动力学模型.经PS氧化处理后,ROC中SO2-4浓度由9600 mg·L~(-1)上升到10350 mg·L~(-1),节省了回用时印染助剂的投加;TOC浓度1.0 mg·L~(-1),表明ROC中难降解有机物已基本矿化.石灰苏打脱除印染ROC中硬度的研究表明,150 mg·L~(-1)的石灰和800 mg·L~(-1)的苏打投加量是降低硬度的最为适宜的药剂组合方式.PS-石灰苏打处理印染ROC可稳定实现出水COD21.5 mg·L~(-1),硬度17.5 mg·L~(-1),满足印染废水回用要求.     

电-Fenton法处理水体中有机污染物的研究现状与进展

电-Fenton法是一项新兴的废水处理技术,在水处理中的应用受到了越来越多的关注。综述了电-Fenton法的基本原理、基本类型、基本特点,以及对水体中的农药、染料、PPCPs、工业污染物等难降解有机污染物的去除应用的现状,同时也指出了该法的一些优点和目前的不足,提出电-Fenton法今后的发展趋势。     

CeO_2/Fe_2O_3对高浓度苯酚废水微波诱导的氧化催化

对高浓度苯酚废水提出了用复合催化剂CeO2/Fe2O3进行微波诱导催化氧化的降解方法,并与单一催化剂Fe2O3的催化氧化效果进行了比较,对两者的表观反应动力学进行了分析,结果表明复合催化剂的催化效果比单一催化剂的催化效果高15%以上,其主要原因是CeO2/Fe2O3复合物具有很强的催化能力和较高的干电流变活性,有利于电子的迁移和羟基自由基·OH的形成,从而有利于苯酚的氧化降解。     

阳极氧化联合电-Fenton氧化降解水中黄腐酸

以多孔碳素材料为阴极,以钛基氧化物涂层材料(Ti/Sn O2-Sb2O5-Ir O2)为阳极,构建电-Fenton氧化系统降解黄腐酸。在考察多孔碳素阴极产生H2O2适宜电压的基础上,主要研究了Fe2+和处理时间对黄腐酸降解的影响,探讨了该电化学氧化体系降解黄腐酸的机制。结果显示,所构建的电化学氧化系统通过阳极氧化和电-Fenton氧化两种机制降解黄腐酸;在电压为4.0 V、Fe2+初始浓度为0.8 mmol/L的条件下,电化学处理240 min可获得65.3%的TOC去除率,颜色被完全去除。TOC和颜色的去除以及紫外-可见光谱的变化表明黄腐酸分子几乎被完全破坏。该研究表明利用电-Fenton氧化法去除水中的黄腐酸具有可行性。     

混凝-Fenton氧化预处理抗生素废水的研究

实验采用混凝-Fenton氧化预处理抗生素废水,筛选出最佳的混凝条件及氧化条件,同时对经混凝-Fenton试剂预处理后的废水与未经处理的废水按同样反应条件开展好氧生化试验。实验发现,采用聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)复合混凝处理该废水,在pH为8,PAC与PAM的用量分别为400mg/L和12mg/L时混凝效果较好。混凝后的废水再用芬顿体系氧化,当pH为3,FeSO·47H2O投加量为0.01mol/L,H2O2/Fe2+摩尔比4:1下,反应30min时,取得了满意的结果。实验表明,采用混凝-芬顿氧化法预处理抗生素废水后,明显改善了其可生化性,为后续生化处理打下了良好的基础。     

Fe0/海藻酸钙微球还原-Fenton氧化协同降解酸性红B

以海藻酸钠为固定基质制备了Fe~0/海藻酸钙微球,探讨基于Fe~0/海藻酸钙微球对染料还原-Fenton氧化协同降解转化的特性及机制.通过FT-IR、SEM、BET、XPS等方法对材料进行了表征,考察了不同还原氧化体系、Fe~0/海藻酸钙微球投加量、溶液p H等因素对酸性红B(ARB)降解效果的影响,以及Fe~0/海藻酸钙微球还原-氧化过程中Fe~0的稳定性和海藻酸钙微球重复催化性能.结果表明,Fe~0/海藻酸钙微球的多级孔道结构对染料有一定的吸附作用.在Fe~0/海藻酸钙微球还原染料阶段中,Fe~0投加量为0. 24 g·L-1,溶液初始p H为2. 96时,180 min后ARB的色度去除率可达到96. 8%.在后续的Fenton氧化阶段,加入10. 75 mmol·L-1H2O2后,ARB色度去除率达到99%,矿化程度提高至64. 7%.与Fe~0/海藻酸钙微球还原体系和Fe3+/海藻酸钙微球Fenton氧化体系相比,Fe~0/海藻酸钙微球还原-Fenton氧化协同体系能够实现ARB的有效脱色和矿化.由于海藻酸钙中羧基对Fe2+/Fe3+的配位作用,Fe离子从微球中转移到溶液中的量为微球中总铁量的3. 9%左右.由于Fe离子能够较好地固定在海藻酸钙微球中,在p H较高条件下,减少了Fe氢氧化物的生成,Fenton反应能够在较宽p H范围内进行,含有Fe2+/Fe3+的海藻酸钙微球表现出较好的重复催化氧化性能.因此,Fe~0/海藻酸钙微球还原-Fenton氧化协同技术为染料废水的处理提供了一种较好的解决方案.     

pH过程控制对铁炭微电解-Fenton影响中试研究

采用铁炭微电解-Fenton联合工艺处理制药废水生化出水,探讨了初始pH对微电解过程COD降解速率、出水中Fe2+和Fe3+变化规律以及后续Fenton氧化效果的影响,为优化联合工艺提出了微电解反应pH过程控制的理论。采用pH过程控制时,微电解对COD降解速率大大提高,降解过程基本符合零级反应动力学,同时可大大提高Fe2+和Fe3+浓度及总铁析出量。试验结果表明:当初始pH=2.5,以3.0L/h连续性投加稀硫酸100 min,曝气微电解反应2 h,出水再投加1.0mL/L的H2O2进行Fenton氧化2 h,出水COD总去除率可达85.6%;采用pH过程控制可将微电解出水ρ(Fe2+)浓度从48.6 mg/L提高至149 mg/L,COD降解速率从10.9 mg/(L·h)提高至23.8 mg/(L·h)。     

Fe~0/海藻酸钙微球还原-Fenton氧化协同降解酸性红B

以海藻酸钠为固定基质制备了Fe0/海藻酸钙微球,探讨基于Fe0/海藻酸钙微球对染料还原-Fenton氧化协同降解转化的特性及机制。本研究通过FT-IR、SEM、BET、XPS等方法对材料进行了表征,考察了不同还原氧化体系、Fe0/海藻酸钙微球投加量、溶液pH等因素对酸性红B(ARB)降解效果的影响,以及Fe0/海藻酸钙微球还原-氧化过程中Fe0的稳定性和海藻酸钙微球重复催化性能。结果表明,Fe0/海藻酸钙微球的多级孔道结构对染料有一定的吸附作用。在Fe0/海藻酸钙微球还原染料阶段中,Fe0投加量为0.24g·L-1,溶液初始pH为2.96时,180min后ARB的色度去除率可达到96.8%。在后续的Fenton氧化阶段,加入10.75mmol·L-1H2O2后,ARB色度去除率达到99%,矿化程度提高至64.7%。与Fe0/海藻酸钙微球还原体系和Fe3+/海藻酸钙微球Fenton氧化体系相比,Fe0/海藻酸钙微球还原-Fenton氧化协同体系能够实现ARB的有效脱色和矿化。由于海藻酸钙中羧基对Fe2+/Fe3+的配位作用,Fe离子从微球中转移到溶液中的量为微球中总铁量的3.9%左右。由于Fe离子能够较好地固定在海藻酸钙微球中,在pH较高条件下,减少了Fe氢氧化物的生成,Fenton反应能够在较宽pH范围内进行,含有Fe2+/Fe3+的海藻酸钙微球表现出较好的重复催化氧化性能。因此,Fe0/海藻酸钙微球还原-Fenton氧化协同技术为染料废水的处理提供了一种较好的解决方案。     

附着微生物黄铁矾回流对不同温度酸性硫酸盐体系亚铁氧化及总铁沉淀的强化效果

氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)生物氧化Fe2+与石灰中和相耦合是一种具有发展潜力的酸性矿山废水处理工艺.在Fe2+生物氧化段提高Fe2+氧化与总Fe沉淀效率是调控此类废水高效处理的关键步骤,且该阶段常伴有黄铁矾等次生铁矿物的合成.本研究通过摇瓶实验,在p H约2.50的K2SO4(8 mmol·L-1)-Fe SO4(160 mmol·L-1)-H2O酸性硫酸盐体系中按约3×105cells·m L-1的浓度接入A.ferrooxidans,在15℃和30℃两个温度水平下,探究附着微生物的黄钾铁矾回流对体系Fe2+生物氧化与总Fe沉淀行为的影响.结果表明,15℃条件下培养至144h,体系p H变化至2.40,Fe2+氧化率和总Fe沉淀率分别仅为46.7%和12.2%.当体系接入附着微生物黄钾铁矾10 g·L-1时,体系Fe2+在132h即可完全氧化.144 h时,体系p H降低至2.24,总铁沉淀率为25.3%.30℃条件下体系Fe2+在72 h完全氧化,p H变化至1.89,总Fe沉淀率为34.3%.当体系接入回流的黄钾铁矾10 g·L-1时,体系Fe2+完全氧化时间缩短至60 h,p H降低至1.85,总Fe沉淀率为37.3%.本研究不同处理体系所得次生铁矿物均为黄钾铁矾,附着微生物黄铁矾回流对15℃环境所得黄钾铁矾形貌影响不大,均为粘附紧密、表面光滑的晶体形貌.而30℃环境中,附着微生物黄铁矾回流却使得原本较为分散、晶型棱角明显的黄铁矾晶体结构变得紧密而光滑.本研究结果可为酸性矿山废水处理提供一定的参数支撑.     

无机助催化(类)芬顿反应降解有机污染物的研究进展

芬顿技术常用于去除水中的有机污染物,通过向溶液中加入Fe2+和H₂O₂便可以产生自由基并进一步氧化有机物,但传统的芬顿技术总是伴随着诸如铁泥、较窄的pH适用范围等缺点. 近年来,以MoS₂为代表的一类无机助催化剂可以有效地促进(类)芬顿反应中Fe2+/Fe3+的循环以及反应中自由基的生成,MoS₂因其表面存在的还原态金属活性中心可以有效地还原Fe3+或Co3+等金属离子并减少元素的流失. 为了进一步明确无机助催化剂的性能和微观机制,本文综述了以MoS₂为代表的助催化剂在均相和非均相芬顿反应中对于H₂O₂及PMS的活化效果. 结果表明:无论是在均相还是非均相(类)芬顿反应中,MoS₂、CoS₂等表面存在的还原态金属活性中心均能显著促进(类)芬顿反应中金属离子的循环,并提高反应中强氧化性活性氧物种的浓度,而一些助催化剂在助催化芬顿反应的同时,甚至可以自产活性氧物种或是自主活化PMS. 但目前的研究仍存在一些不足,如无机助催化剂极有可能会给反应体系带来重金属离子的二次污染,一般的非均相催化剂及助催化剂的使用时限较短,并不能满足实际工业化的应用. 因此在未来的研究中,提高催化剂和助催化剂的反应稳定性和进一步提高反应活性应作为研究的重点. 其中,将纳米技术与催化剂和助催化剂的制备相结合,或进一步改善助催化剂的效能均可能有效推进无机催化剂及助催化剂在工业应用上的进程.      

含甲醛毒性废水电-Fenton试剂氧化技术研究

研究了以活性炭粒子为填充电极的填充床式电-Fenton反应装置处理自配甲醛毒性有机废水时各影响因子的作用机制,通过正交实验和单因素实验确定了各影响因子的最佳操作条件为:反应时间90min,反应体系pH值＜3.5,涂膜炭填充比例40%,电压25V,Fe²⁺+浓度300mg/L,反应温度30℃～40℃结合氧化产物的紫外光谱分析,提出甲醛电-Fenton氧化反应机理利用电-Fenton试剂氧化法对实际洗胶废水进行连续处理,甲醛及COD_Cr的去除率分别在90%及30%左右,运行费用较Fenton试剂法降低42.3%.     

高压脉冲电凝-Fenton-生化法处理制药废水

通过高压脉冲电凝-Fenton对制药废水进行预处理,出水进入UASB-AO生化处理系统.研究表明:高压脉冲电凝-Fenton氧化法的最佳工况条件为进水pH值为4.0左右,高压脉冲电凝反应时间为45 min,H2O2投加量为4mL/L,Fenton氧化时间为60min.高压脉冲电凝-Fenton对CODCr去除率为36.5%～39.2%,ρ(BOD5)/ρ(CODCr)从0.13提高到0.32-0.34,废水的可生化性大大提高,UASB厌氧反应器去除率为81.4%～82.1%,AO系统去除率为88.0%～88.5%,而整个生化处理系统对CODCr去除率为95.4%～97.9%,最终出水各项指标可达到GB 8978-1996<污水综合排放标准>中一级标准.     

电-Fenton法处理苯酚废水影响因素的研究

采用电-Fenton法对含苯酚废水进行处理,以石墨为阴极、铁为阳极,并向阴极不断通入空气,电解过程产生的H2O2与阳极溶解的Fe2 形成Fenton试剂,Fenton试剂在电解过程中产生大量活性羟基自由基,能够很好地氧化降解废水中的苯酚.实验结果表明:影响苯酚去除率的因素主次顺序为pH值、电解质浓度、电解电压、电解时间、进水苯酚浓度.单因素分析得出电-Fenton法处理苯酚模拟废水的最优反应条件:pH值控制在2左右,反应时间为60 min,电解电压选10 V,Na2SO4的浓度为30 g/L,进水苯酚浓度为150 mg/L.在最优条件下苯酚的去除率为82%.     

高级氧化技术在难降解有机废水处理中的应用

介绍了在难降解有机废水处理中具有突出优势的高级氧化技术,重点讨论了高效催化氧化反应器、高级氧化集成技术、非均相纳米催化氧化技术、处理废水中间产物及其毒性评价的研究现状和发展趋势。随着高级氧化技术的进一步深入研究,其在废水处理领域的应用将更加成熟和广泛。     

电-Fenton法降解低含盐量反渗透浓缩液中腐植酸

为研究采用碳毡-Pt电-Fenton体系处理模拟低含盐量反渗透浓缩液中的腐植酸的影响因素和降解机制,通过单因素试验,以COD_Cr去除率为评价指标,以Fe2+添加量、通氧量、电流密度、pH为考察因素,探讨了不同条件对电-Fenton体系ρ（H₂O₂）和COD_Cr去除率的影响.结果表明:采用电-Fenton法降解模拟反渗透浓缩液,较低的含盐量有助于COD_Cr的去除,与高含盐量（1 000~2 000 mg/L）相比,在低含盐量（500~1 000 mg/L）条件下COD_Cr去除率提高10%~20%;并且最佳条件下实际电流效率（GCE）达到15.6%,电化学能耗为32 kW·h/kg.最佳反应条件:通氧量为0.3 m3/L,Fe2+添加量为0.1 mmol/L,电流密度为3.5 mA/cm2,pH=3,在该条件下反应180 min时,电-Fenton体系产生的ρ（H₂O₂）为105 mg/L,可使ρ（COD_Cr）由150 mg/L降至16 mg/L,COD_Cr去除率达到90%.研究显示,较宽的pH范围（3~7）内碳毡-Pt电-Fenton体系对腐植酸的降解表现稳定,COD_Cr去除率均达到60%以上.      

Fe3O4硅烷化改性聚合物的制备及可见光光催化性能研究

利用水热法制备了Fe3O4纳米粒子(Fe3O4NPs),并对其进行改性制备了改性聚合物Fe3O4MMPs.同时,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射(DRS)等手段对所制备的材料进行表征.通过比表面积(BET)测定发现,Fe3O4MMPs的比表面积较Fe3O4NPs增大约9倍.在可见光照射下(λ420 nm),以H2O2为氧化剂,比较研究了以Fe3O4NPs和Fe3O4MMPs为光催化剂降解罗丹明B(Rhodamine,RhB)的催化特性,并探讨了Fe3O4改性对催化活性的影响.结果表明,改性聚合物Fe3O4MMPs的稳定性增加,对底物RhB的降解活性提高,120 min时对RhB的脱色率在98%以上;此外,Fe3O4MMPs对水杨酸(Salicylic Acid,SA)也具有很好的降解效果.利用电子自旋共振技术(ESR)测定氧化物种的结果表明,降解过程涉及羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O-2)氧化机理.