臭氧深度氧化法处理2,4-二氯苯氧乙酸农药废水

对臭氧深度氧化法降解农药2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)废水进行了研究。实验结果表明,紫外光催化臭氧化降解2,4-D成效显著,臭氧/紫外(UV)深度氧化法是最好的臭氧化处理方法。2,4-D200mg/L的水样,反应30min,2,4-D降解完全,75min时矿化率达75%以上。碱性反应氛围有利于臭氧化反应进行。自由基抑制剂(叔丁醇)的加入,显著降低臭氧化反应去除2,4-D的效果,自由基参与的反应历程对于2,4-D的降解十分重要。双氧水的引入对2,4-D降解无明显促进作用,这是因为双氧水分解消耗OH-,没有缓冲的反应体系pH降低,限制了双氧水的分解和.OH自由基链反应。总之,单独臭氧化对2,4-D降解有一定的反应效率,在有利于.OH产生的体系中,2,4-D降解效率进一步提高。     

臭氧/Mn2+催化降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸

以Mn2 为催化剂与臭氧联合降解除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D).考察了反应温度、pH、2,4-D初始浓度和臭氧气体流量等因素对2,4-D降解效果的影响.pH对2,4-D降解效果影响很大,当pH=2.0、反应5 min时,2,4-D的去除率达99.8%;当pH=10.1、反应20min时,2,4-D的去除率仅为50.0%.反应温度升高、臭氧气体流量增加、2,4-D初始浓度降低均有助于2,4-D降解速率的提高.单独臭氧氧化2,4-D的表观反应速率常数为0.170 min-1;催化臭氧氧化2,4-D的表观反应速率常数为0.295min-1,是单独臭氧氧化的1.74倍.2,4-D的Mn2 催化臭氧反应遵循拟一级反应动力学方程.     

铁氧化物复合氧化铝催化臭氧化过程中溴酸盐的生成控制

以市售活性炭、硅藻土和氧化铝小球为载体，考察了负载铁基活性组分对催化臭氧化过程中溴酸盐的控制情况，其中，铁基复合氧化铝小球体现出更好的溴酸盐还原特性和催化剂稳定性，证实催化剂中铁氧化物是溴酸盐得到有效控制的主要活性组分。进一步考察了铁基复合氧化铝小球催化臭氧化处理实际原水过程中对溴酸盐的生成控制，以及反应过程中溶解性有机碳（DOC）的去除情况。结果表明，与单独臭氧化相比，该催化剂既能有效去除水中的溶解性有机物，又能明显抑制溴酸盐的生成，反应50h，其活性并没有明显下降。催化剂失活主要归因于吸附位点数量的下降，可以通过负载铁氧化物来实现催化剂的再生。     

铁氧化物复合氧化铝催化臭氧化过程中溴酸盐的生成控制简

以市售活性炭、硅藻土和氧化铝小球为载体，考察了负载铁基活性组分对催化臭氧化过程中溴酸盐的控制情况，其中，铁基复合氧化铝小球体现出更好的溴酸盐还原特性和催化剂稳定性，证实催化剂中铁氧化物是溴酸盐得到有效控制的主要活性组分。进一步考察了铁基复合氧化铝小球催化臭氧化处理实际原水过程中对溴酸盐的生成控制，以及反应过程中溶解性有机碳（DOC）的去除情况。结果表明，与单独臭氧化相比，该催化剂既能有效去除水中的溶解性有机物，又能明显抑制溴酸盐的生成，反应50 h，其活性并没有明显下降。催化剂失活主要归因于吸附位点数量的下降，可以通过负载铁氧化物来实现催化剂的再生。     

V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3催化臭氧化2,4-滴丙酸的氧化效能

为了提高有机物的臭氧化降解效率,工作中利用浸渍法制备了一种新型的三组分催化剂(记为V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3)。催化臭氧化降解2,4-滴丙酸的实验结果表明,该催化剂能有效提高臭氧化的效率,体系可能遵循羟基自由基的作用机理。利用相对法计算结果表明,与单独臭氧化相比,V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3催化臭氧化体系具有更大的Rct值。重复实验结果表明,该催化剂具有相对较好的稳定性。以上研究结果对推广催化臭氧化技术在实际废水处理中的应用具有重要的实际意义。     

FeS/K2S2O8去除水体系中的2,4-D

以2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为目标污染物,研究了自制FeS与K2S2O8混合体系去除水体中2,4-D的影响因素,实验结果表明,30℃时,初始pH=7,FeS和K2S2O8初始浓度分别为10 g/L和3.33 g/L,反应24 h,对初始浓度为10mg/L的2,4-D去除率可达77%;FeS/K2S2O8体系对2,4-D的去除速率受反应溶液pH影响显著,在pH为中性或弱碱性条件下速率较大,酸性和过碱性条件去除速率均会减小;对比FeS和K2S2O8单独处理目标污染物的去除率,相同时间和条件下FeS/K2S2O8体系对2,4-D的去除率要高于两者单独处理2,4-D时的去除率之和;利用乙醇和叔丁醇为分针探针,采用分针探针竞争实验鉴定证明该体系中产生了SO-4·和·OH。     

污泥基活性炭催化臭氧氧化对氯苯甲酸效能

以城市污水处理厂剩余污泥和玉米芯为原料,用氯化锌活化法制备出污泥基活性炭(SCAC),研究了其催化臭氧氧化去除水中对氯苯甲酸(p-CBA)的效能和机理,同时,考察了臭氧浓度、SCAC投量、p-CBA初始浓度以及自由基抑制剂叔丁醇的加入对SCAC催化活性的影响。实验结果表明,SCAC的加入可以显著提高臭氧对p-CBA的氧化去除效果,在反应初期尤为明显,反应1.0 min时p-CBA的去除率由单独臭氧氧化的26.1%提高到SCAC催化臭氧氧化的60.2%。SCAC催化臭氧氧化对p-CBA的去除率随臭氧浓度的增加和p-CBA初始浓度的减小而增加。此外,在一定范围内增加催化剂的投量可以增加p-CBA的去除率。叔丁醇的加入显著减弱了SCAC催化臭氧氧化降解p-CBA的效能,表明SCAC催化臭氧氧化反应的主要活性物种为羟基自由基(·OH)。     

溶液中阴离子和腐殖酸对UV/H2O2降解2,4-二氯酚的影响

研究了UV/H2O2工艺对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的去除效果和水中阴离子、腐殖酸对该工艺降解2,4-DCP的影响.结果表明:UV/H2O2工艺可以有效地去除水中2,4-DCP,光降解过程符合一级反应动力学模型;在H2O2投加量为8 mg/L、1个30 W低压汞灯照射下,2,4-DCP在蒸馏水和自来水中反应速率常数分别为0.023 2、0.016 2 min-1;NO-3、Cl-、HCO-3对2,4-DCP光降解有抑制作用,当3种阴离子摩尔浓度为0.5、10.0、20.0 mmol/L时,对2,4-DCP光降解的抑制程度为HCO-3＞NO-3＞Cl-;腐殖酸在低浓度时,促进光降解反应进行,在高浓度时,2,4-DCP的光降解受到抑制.自来水中的反应速率常数低于蒸馏水中的反应速率常数是由于水中多种阴离子和腐殖酸影响的结果.     

介质阻挡放电联合催化臭氧化降解甲苯

采用介质阻挡放电区后结合MnOx/Al2O3/发泡镍去除甲苯,考察甲苯进气方式、臭氧产生方法及湿度对甲苯与O3同时去除的影响。结果表明,O3是等离子体区后催化降解甲苯的主要物种,介质阻挡放电联合催化臭氧化可实现甲苯及O3的同时高效去除。输入电压为9.0 kV时,甲苯的去除效率达92.8%,在80 min内O3的去除效率维持在99%以上。水蒸气对催化剂催化分解臭氧的活性没有直接的影响,O3浓度较高时湿度对甲苯降解效率的影响很小。GC-MS分析结果表明,甲苯降解的主要气相副产物有烷烃、酸、酮和含苯环有机物,提出了甲苯的降解途径。     

水溶液中活性艳红KE-3B的臭氧超声联合脱除

采用臭氧/超声联合技术去除模拟废水中的活性艳红KE-3B。臭氧/超声处理前后KE-3B的紫外可见吸收谱没有明显的变化。臭氧/超声联合作用、单独臭氧化和单独超声处理脱除活性艳红KE-3B模拟废水5 min后的去除率分别为97%、73%和5%，表明臭氧/超声联合降解活性染料具有更高的氧化速率。实验研究了pH值、臭氧投加量、超声能量密度、反应温度对超声/臭氧降解活性艳红KE-3B反应速率的影响，在实验研究范围内，随着溶液初始pH的增大，KE-3B的去除率先增大后减小，超声能量密度的改变对KE-3B的去除影响不大，温度升高有利于氧化反应的进行。在溶液初始pH值为9.0，臭氧投加量3.2 g/h，超声能量密度176 W/L，反应温度20℃时，浓度为100 mg/L的活性艳红KE-3B溶液的去除率最高。     

炭基纳米铁粉对土壤中2,4-二氯苯氧乙酸去除的研究

以水稻秸秆生物炭和纳米铁粉为原材料制备炭基纳米铁粉,并利用其降解土壤中的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),考察了不同2,4-D初始浓度、pH、温度以及超声波存在条件下对2,4-D降解的影响,分析了炭基纳米铁粉对2,4-D的降解机制。结果表明:在炭基纳米铁粉添加量为0.5%(质量分数),2,4-D初始质量浓度为10 mg/L,溶液pH为4.5,温度25℃的试验条件下,16h后2,4-D降解率可以达到88.0%;随着2,4-D初始浓度的增加,2,4-D降解率显著降低,但2,4-D降解的表观速率常数变化不大;反应体系温度的升高会加快2,4-D的降解速率;试验得出2,4-D降解脱氯反应的活化能为24.50kJ/mol,说明脱氯反应是由表面化学反应所主导;较低pH和400 W超声波的存在更有利于炭基纳米铁粉对土壤中2,4-D的降解。     

O3/H2O2高级氧化技术H2O2加入量的简易控制方法

对与臭氧有着不同反应活性的3类有机污染物,探讨并建立了O3/H2O2高级氧化技术H2O2较优投加量的简易控制方法.结果表明,水中存在溶解臭氧是H2O2与臭氧降解效率具有协同作用的必要条件,另外,H2O2的较优加入量直接依赖于目标有机污染物与臭氧的反应活性.对于不同的有机物及在常规的臭氧化水处理时间内,H2O2加入量控制在单独臭氧化处理时水中溶解臭氧的20～30倍(质量比)之间为宜.这种简易控制H2O2加入量的方法对推广O3/H2O2技术在实际废水处理中的应用具有重要的意义.     

垃圾焚烧发电厂渗滤液生化出水的催化臭氧氧化处理

垃圾焚烧发电厂渗滤液生化出水是一种高盐,且含腐殖酸类和水溶性小分子有机物的复杂废水.本研究提出了采用Ca(OH)2预处理,并催化臭氧氧化处理的新工艺路线,对工艺参数和催化过程机理进行了分析.结果表明,Ca(OH)2可以有效地预处理去除生化出水中的腐殖酸类大分子有机物,当其用量为12 g/L时,可使COD的去除率达到70％～75％.Ca(OH)2可强化催化臭氧氧化处理预处理废水中剩余的难降解小分子有机物,其机理可能是及时去除了反应体系中生成的碳酸根离子,其适宜用量为2 g/L废水.当搅拌转速小于600 r/min,进口气相中臭氧浓度小于66.24 mg/L时,增大反应体系搅拌强度和进口臭氧浓度可以强化废水COD的去除速率.该工艺在深度处理垃圾渗滤液生化出水中难降解有机物领域具有较大的应用前景.     

中试规模下蜂窝式Mn-Ce/Al_2O_3脱硝催化剂的低温性能

采用自行设计的反应装置,研究中试规模条件下关键参数对蜂窝堇青石Mn-Ce/Al_2O_3催化剂脱硝效率的影响以及抗硫抗水性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和比表面积测试仪(BET)研究催化剂的理化性质。结果表明,反应温度、空速、氨氮比对催化活性均有明显影响,同时,催化剂对氮氧化物浓度有较强适应性,NO浓度在134～469mg·m~(-3)区间内脱硝效率均可保持在75%以上。催化剂在100℃,空速3 336h~(-1),[NH_3]/[NO]为0.9,烟气量20m~3·h~(-1)条件下连续反应168h,其催化效率可以稳定保持在75%～80%,说明蜂窝式Mn-Ce/Al_2O_3具有良好的稳定性。催化剂在含5%H_2O气氛中催化效率由80%减少至60%,在去除H_2O后抑制作用消失。反应气中通入143mg·m~(-3)SO_2后催化效率由80%降低至62%,停止通入SO_2后活性不能恢复。同时通入143mg·m~(-3)SO_2和5%H_2O,催化效率下降并维持在53%左右,停止通入后活性恢复至67%。通过对SO_2中毒前后的催化剂表征分析可得,SO_2存在条件下生成的硫酸铵盐堵塞了20nm孔径以下的部分孔道,覆盖了催化剂表面活性位点,是引起效率下降的主要原因。     

羟基氧化铁催化臭氧氧化去除水中阿特拉津

以实验室制备的羟基氧化铁(FeOOH)为催化剂,研究了其催化臭氧氧化去除水中痕量阿特拉津的效能,并对影响催化效果因素及降解机理进行了探讨。在本实验条件下,反应8 min时催化氧化阿特拉津的去除率比单独臭氧氧化高出63.2%,而FeOOH对阿特拉津的吸附量很小,结果表明,FeOOH对臭氧氧化水中的痕量阿特拉津具有明显的催化活性。探讨了催化剂投量、pH、阿特拉津初始浓度和重碳酸盐碱度对催化氧化阿特拉津的影响。催化剂最佳投量为150 mg/L,去除率随pH和阿特拉津初始浓度的增加而升高,重碳酸盐浓度为200 mg/L时催化作用受到明显抑制。通过研究叔丁醇对催化反应的影响间接推断了催化反应的机理,叔丁醇作为羟基自由基抑制剂有效地抑制了水中羟基自由基的生成和它对阿特拉津的氧化反应,间接证明这种催化作用遵循羟基自由基的反应机理。     

沸石载体催化剂研制及其催化臭氧氧化染料废水的研究

以沸石为载体负载不同金属氧化物来制备催化剂,通过试验分析该催化剂催化臭氧氧化染料废水的效果及其影响因素。结果表明:(1)沸石对染料废水的吸附作用很小,总有机碳(TOC)去除率基本维持在3.2%左右,对于后期的试验可以忽略其影响。(2)以沸石作为载体制得的MnO2、Fe2O3、ZnO、CuO负载型催化剂(分别简写为MnO2/沸石、Fe2O3/沸石、ZnO/沸石、CuO/沸石),对臭氧氧化反应均有催化作用,其催化效果依次为MnO2/沸石Fe2O3/沸石ZnO/沸石CuO/沸石。同时,MnO2/沸石的重复使用率高。(3)MnO2/沸石催化臭氧氧化效率及重复使用率均优于以活性炭为载体的MnO2负载型催化剂。(4)臭氧氧化和MnO2/沸石催化臭氧氧化对染料的脱色率基本一致。MnO2/沸石催化臭氧氧化的TOC去除率比臭氧氧化提高较多,对染料废水有很好的处理效果。(5)以沸石为载体制得的负载型催化剂催化臭氧氧化实际染料废水的处理效果较好,具有较高的实用价值。     

负载型催化剂联合低温等离子体去除甲苯

为了解负载型催化剂联合低温等离子体对甲苯去除效率的影响,考察了5A分子筛、γ-Al_2O_3和混合载体负载Mn、Mn/Cu和Mn/Cu/Ce金属氧化物对甲苯去除率及碳平衡和CO_2选择性的影响效果,并对催化剂进行了BET、SEM、XRD和FT-IR表征研究。结果表明,相同载体条件下,对甲苯的去除效率依次为MnO_x/CuO_xMnO_x/CuO_x/CeO_xMnO_x无负载,其中负载型催化剂MnO_x/CuO_x/γ-Al_2O_3稳定后对甲苯的去除效率高达80%。无负载条件下,3种载体对碳平衡和CO_2选择性大小依次为γ-Al_2O_3混合载体分子筛。催化剂表征可知,MnO_x/CuO_x活性组分在催化剂表面高度分散,保证了催化剂的高活性;FT-IR红外光谱发现,无负载的γ-Al_2O_3载体反应后其表面活性基团—OH明显减少,而负载型催化剂反应前后其表面的—OH基团变化不大。     

煤化工高盐废水臭氧催化氧化脱除COD

针对煤化工高盐废水中有机物难降解问题,采用浸渍-煅烧法制备了负载有活性金属氧化物的活性氧化铝型催化剂,探索催化剂的制备工艺和反应操作条件对废水COD去除率的影响。结果表明:活性氧化铝载体催化性能优于陶粒,活性氧化铝负载Cu、Mn、Ni的催化活性较高,将2种活性组分进行组合制得的MnO_xNiO_x/γ-Al_2O_3催化剂,在经过60 min的臭氧催化氧化后,COD的去除率可达51.3%;利用BET、SEM-EDS、XRD对催化剂进行了表征和分析,Mn、Ni成功负载到活性氧化铝表面和孔隙内,2种元素负载量摩尔比约为2:1,且主要以氧化物形式存在;通过计算臭氧利用效率,发现MnO_x-NiO_x/γ-Al_2O_3臭氧催化氧化的_η值低于单独的臭氧氧化,这意味着通过MnO_x-NiO_x/γ-Ak_2O_3催化剂可以有效地将臭氧分解成活性氧;通过优化臭氧和催化剂投加量后发现,在臭氧为350 mg·(L·h)~(-1)、催化剂投加量为100 g·L~(-1)废水中,反应180 min后,COD去除率可达到72.3%;在连续进行4 h的臭氧催化氧化实验后,MnO_x-NiO_x/γ-Al_2O_3稳定性和重复利用性均较好,COD去除率能维持在约42%,锰、镍离子的溶出量均小于0.5 mg·L~(-1)。以上研究结果可为高效的臭氧催化体系在煤化工高盐废水处理领域的应用提供参考。     

多相催化臭氧氧化技术处理染料废水生化出水

采用多相催化臭氧氧化技术对某染料废水一级好氧生化出水进行系统实验研究,考察该技术对废水COD、色度的去除能力,并探讨其提高废水可生化性的能力。结果表明:在最佳操作条件下,即臭氧投加量200 mg·L~(-1),接触时间20min时,COD平均从647 mg·L~(-1)降低到440 mg·L~(-1),臭氧化指数约等于1;进水色度2 000倍左右,色度去除率达95%以上;SOUR值平均提高至原水的4倍;毒性由65%左右降低至0%;GC-MS结果显示废水中苯胺类、挥发酚类和硝基苯类等有毒污染物几乎全部被去除。另外,对实验所用的自制催化剂(连续使用90 d)进行ICP、BET、SEM、EDS分析,其有效成分锰、铈基本无损耗,催化剂性能稳定。研究表明在废水处理一级生化阶段后增加多相催化臭氧技术,不仅能够进一步去除COD,还可以明显提高二级好氧生化脱氮能力,对于污水处理的升级改造具有重要意义。     

钢渣污泥陶粒催化剂催化臭氧深度处理炼油废水

采用固相混合法制备了钢渣污泥陶粒催化剂,SEM、XRD测试结果显示,催化剂具有较为发达的孔隙结构,活性组分以MnO_2和CuO晶型形态分布于陶粒中。对含盐炼油废水生化尾水进行了臭氧催化氧化研究,考察了废水初始pH、催化剂用量、臭氧投加量等因素对COD去除效果的影响。结果表明,当反应初始pH为7.36、催化剂用量为15 g·L~(-1)、臭氧投加量为4.21 mg·min~(-1)时,反应35 min,废水中COD从86.97 mg·L~(-1)降至48.02 mg·L~(-1),出水水质达到新修订的《石油炼制工业污染物排放标准》。所制备的催化剂活性稳定、使用寿命长,活性组分锰、铜溶出率低,无二次污染产生。