Fenton法降解废弃聚乙烯醇面料的实验研究

采用Fenton法降解废弃聚乙烯醇(PVA)面料,以反应温度、初始pH、Fe~(2+)/COD质量比和H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比为考察因素,得到最佳降解条件。结果表明,Fenton法的最佳降解条件为:反应温度60℃,pH=4,Fe~(2+)/COD质量比0.3,H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比11。此时,降解质量浓度为50g/L的PVA面料废水,降解率超过90%,降解后黏均分子量下降了99.63%,COD去除率为61.57%,BOD/COD为0.46,吨水处理的经济成本为13 069.71元。     

蒸发法处理不同填埋龄垃圾渗滤液中的有机物

采用蒸发浓缩法处理早期、中期和晚期垃圾渗滤液,研究渗滤液的COD和TOC的蒸发规律,并对不同填埋龄渗滤液及蒸发分离出的冷凝液进行三维荧光特性分析。结果显示,垃圾渗滤液中蒸发前段COD和TOC的蒸发量较大、蒸发中段大幅度降低、蒸发后段又略有升高,冷凝液中COD和TOC呈一定的正相关性(相关系数R=0.999 9);渗滤液DOM组分随填埋时间的推移发生显著变化,易生物降解的色氨酸类物质和与微生物代谢有关的溶解性微生物副产物逐渐转化为大分子、难降解的富里酸类和胡敏酸类物质;随着蒸发过程的进行,色氨酸类物质与溶解性微生物副产物逐渐进入冷凝液,而富里酸类和胡敏酸类物质均不会进入冷凝液,起到明显的分离作用。由此可见,早期垃圾渗滤液主要为小分子类有机物,不适合用蒸发法处理,对主要为大分子、难降解类物质的中晚期垃圾渗滤液较适合采用蒸发法处理。     

光催化氧化降解垃圾渗滤液中溶解性有机物

研究了UV-TiO2光催化氧化降解垃圾渗滤液过程中溶解性有机物(DOM)的变化特征。结果表明:在适宜条件下,UV-TiO2光催化氧化降解垃圾渗滤液的色度、COD和DOC的去除率分别可达97%、72%和60%;紫外光谱分析说明渗滤液DOM中包括多种含有共轭双键、羰基的大分子有机物及多环芳香类化合物,不同光催化处理液中DOM具有基本一致的结构单元和官能团;红外光谱分析说明渗滤液DOM中含有大量包括羟基、羧基、氨基和苯环的芳香族化合物,在光催化处理液中这几种官能团都能被有效降解;GC/MS分析结果表明,渗滤液DOM中含有72种有机污染物,醇类、羧酸和酮类分别为25、14和12种;在光催化72 h处理液中,有机物减少为44种;酯类和醇类较多,分别为12种和16种;酮类8种,羧酸没有检出。     

催化湿式氧化法处理垃圾渗滤液

以北京某垃圾转运站的垃圾渗滤液原液为研究对象,采用催化湿式氧化技术进行实验研究。实验以Fe~(2+)为催化剂,H_2O_2为氧化剂,在反应釜中高温高压处理转运站的渗滤液。同时,实验分别研究了反应温度、反应时间、催化剂种类和添加量等几种因素对渗滤液处理效果的影响。结果表明,当反应温度达到120℃,反应60 min时,在Fe~(2+)催化条件下,按初始COD和Fe~(2+)质量比为6投加催化剂,初始COD和H_2O_2当量比为1投加氧化剂,反应出水的COD去除率达到91%。     

组合工艺处理填埋场渗滤液中溶解性有机污染物的去除特性

以采用"SBR+混凝+Fenton氧化+BAF"组合工艺处理的晚期垃圾渗滤液各级出水为研究对象,考察了HA、FA和HyI等溶解性有机物(DOM s)在各个工艺处理过程中的变化。结果表明,组合工艺COD和NH3-N去除率分别达到98.4%和99.3%;对DOM s的去除率为98.3%,其中胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(HyI)的去除率分别为98.3%、99.5%和95.7%。各处理工艺中SBR和混凝工艺对HA和HyI的去除贡献较大,Fenton氧化工艺对FA去除率较高。Fenton氧化和BAF联用,可以有效去除难降解的溶解性有机污染物,使出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)排放标准。     

不同垃圾渗滤液组合处理工艺中DOM的变化特征

为了快速表征垃圾渗滤液处理过程中有机物的特性变化,分别采用紫外光谱和三维荧光光谱对2种垃圾渗滤液处理工艺不同单元溶解性有机物(DOM)的变化进行了系统分析。结果表明,二级RO和厌氧+好氧+MBR+NF+RO工艺对渗滤液COD和NH3-N的去除率分别为98.7%、99.0%和98.8%、98.6%。随着处理过程的进行,2个处理工艺中DOM的SUVA254、E253/E203分别由0.74、0.33和0.46、0.12下降至0.015、0.014和0.010、0.012,有机物的芳香性和不饱和性下降,脂肪链芳香烃化合物开始增加。不同处理阶段渗透液DOM三维荧光光谱表明,随着处理过程的进行,类富里酸和类蛋白物质的含量逐渐下降,芳构化程度开始降低。其中二级RO系统对渗滤液中类富里酸物质的去除效果较好,而厌氧-好氧-MBR-NF-RO工艺中,类酪氨酸物质主要通过微生物降解去除,NF和RO膜对类富里酸和类腐殖酸物质的截留效果较好。     

UV-Fenton、Fenton和O_3氧化法处理垃圾渗滤液反渗透膜浓缩液的对比研究

对比分析了UV-Fenton法、Fenton法和O_3氧化法对垃圾渗滤液反渗透膜浓缩液的处理特性。结果表明:UVFenton法最佳反应条件为反应时间120 min,pH为4.0,H_2O_2和Fe(II)的投加量分别为6 000 mg·L~(-1)和3 000 mg·L~(-1);Fenton法最佳反应条件为反应时间90 min,pH为4.0,H_2O_2和Fe(II)的投加量分别为10 000 mg·L~(-1)和4 000 mg·L~(-1);O_3氧化法最佳反应条件为反应时间90 min,pH为8.0,O_3投加量为5 g·L~(-1)。在上述反应条件下,UV-Fenton法、Fenton法和O_3氧化法对垃圾渗滤液反渗透膜浓缩液的COD去除率分别为72%、60%和68%,对TOC和总氮(TN)均有较好的去除效果,但是对NH_4~+-N去除不佳。UV-Fenton法和Fenton法对于总磷(TP)的去除优于O_3氧化法。     

Fe~0/GAC-Fenton耦合技术深度处理垃圾渗滤液的效能

采用Fe~0/GAC与H_2O_2构建微电解与Fenton异相协同降解体系,通过自行开发设计的新型反应器研究各因素对Fe~0/GAC-Fenton耦合技术深度处理垃圾渗滤液效能的影响,应用紫外光谱探讨垃圾渗滤液中污染物的降解规律。结果表明,Fe~0/GAC-Fenton耦合技术处理废水具有较好的协同降解作用,相对于传统技术可以明显提高废水的处理效能。各因素对COD去除效果的影响从大到小为:Fe~0用量HRTmFe~0/mGACc(H2O2)p H。通过单因素优化实验确定其最优反应条件:p H=3.5、mFe~0=143 g/L、mFe~0/mGAC为3∶1、HRT为80 min、30%H2O2为1.5 m L/L;该条件下COD由209 mg/L降低到53 mg/L,去除率达74.6%,出水水质达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB 16889-2008)一级排放标准。紫外光谱显示,经该耦合技术深度处理后,废水中包含共轭双键、—NH—和苯环等结构的大分子有机物被降解。     

强化混凝-光电氧化组合工艺深度处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液

采用强化混凝-光电氧化组合工艺对北京某垃圾填埋场垃圾渗滤液膜滤浓缩液进行处理。探讨了不同混凝剂投加量、电流密度和反应时间对COD去除率的影响,并考察了溶解性有机物的分子量和结构在本工艺中的变化。结果表明:同时投加Ca(OH)2、Fe2(SO4)3和PAM混凝后,COD去除率为28.00%,含量由4 700 mg/L降低到3 384 mg/L;同时投加KMnO4、Fe2(SO4)3和PAM进行二次混凝,COD去除率为60.20%,含量为1 870 mg/L;混凝后水样在电流密度为400A/m2,经3 h光电氧化后,COD去除率为86.20%,含量为650 mg/L。本工艺将垃圾渗滤液膜滤浓缩液中部分大分子量有机物降解为小分子量有机物;光电氧化后,有机物结构被迅速破坏。     

转运站垃圾渗滤液的深度处理及其荧光分析

采用电Fenton法对北京市某垃圾转运站垃圾渗滤液进行深度处理,运用三维荧光光谱技术对电Fenton法氧化前后溶解性有机物(DOM)的荧光特性进行了分析。结果表明,电Fenton法可使COD去除率达到88%以上,NH3-N及色度的去除率接近或等于100%。通过三维荧光特性的测定表明,电Fenton法对大分子的类富里酸有很好的去除效果。     

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。     

Fenton氧化法深度处理纤维素乙醇废水

采用Fenton氧化法深度处理经生化降解后的纤维素乙醇废水,考察了初始pH值、Fe~(2+)与H_2O_2的投加比例(物质的量之比)、H_2O_2投加量与COD的比例(质量之比)以及反应时间对COD和浊度去除的影响,并通过正交实验确定了反应的最佳条件。研究表明:初始pH值、Fe~(2+)/H_2O_2、H_2O_2/COD以及反应时间对深度处理效果有不同程度的影响;在初始pH值为3.0、Fe~(2+)/H_2O_2为2∶3、H_2O_2/COD为2.8、反应时间为3 h的最佳反应条件下,出水COD为45~56 mg·L~(-1),浊度为2~3 NTU,达到了纤维素乙醇废水的排放标准。     

基于易回收的磁性碳纳米管催化湿式氧化处理垃圾渗滤液中的DOM

采用液相化学沉淀法制备了易于回收的磁性碳纳米管催化剂,应用于催化湿式氧化实验处理垃圾转运站渗滤液。结果表明,在反应温度为200℃,n(COD)∶n(H_2O_2)=1∶1.8,时间为60 min,催化剂添加量为0.1 g·L~(-1)的最佳条件下,垃圾渗滤液的COD去除率达到86.38%。出水可溶解性有机物(DOM)的紫外和三维荧光分析表明,实验对芳香族化合物和腐殖质的去除效果良好,可生化性提高。磁性碳纳米管在外加强磁场作用下30 s内便可实现快速分离,重复5次使用回收率可达90%。     

矿化垃圾反应床处理垃圾渗滤液出水中的水溶性有机物

以矿化垃圾反应床处理垃圾渗滤液出水(以下简称尾水)为研究对象,采用国际上最常用的树脂联用法,对其进行梯度分离表征.研究结果表明,憎水性腐殖质对尾水COD和溶解性有机碳(DOC)的贡献分别为42.55%和45.12%,准亲水性物质对尾水中COD和DOC的贡献分别为34.89%和37.14%,憎水性腐殖质和准亲水性物质是尾水中水溶性有机物(DOM)的重要组成部分.近紫外区域吸光度分析发现,尾水中含有大量带共轭双键或苯环的有机物质,这些物质从尾水中去除后,尾水在近紫外区域的吸光度明显下降.分子量分布显示.尾水中DOM的分子量主要集中在2 000 u以下.元素分析和红外光谱结果显示,胡敏酸(HA)和富里酸(FA)带有苯环结构,存在醇羟基或酚羟基及羧酸官能团;准亲水性物质含有较多的羧酸官能团,另外存在一定置的羟基官能团,同时还可能含有三键和双键的结构.     

SBR-混凝处理渗滤液过程中有机物的变化特征

考察了SBR-混凝组合工艺对垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)不同分子量区间物质及组分腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(Hy I)的去除效果,同时利用傅里叶红外光谱及三维荧光光谱对处理过程中DOM各组分变化特性进行了分析。结果表明,组合工艺对表观分子量为2 000~4 000及2 000的DOM去除率分别为89.3%和72.1%;对渗滤液DOM组分HA、FA和Hy I的去除率分别为-52.0%、73.1%和77.1%。红外光谱显示,DOM各组分都含有醇、羧酸、脂等多种有机物,SBR对糖、醇、羧酸等去除效果较好,而混凝对脂肪族及芳香族化合物去除效果较好;三维荧光光谱分析表明,经组合工艺处理,DOM各组分荧光峰强度及复杂化程度明显降低,且SBR工艺对色氨酸等类蛋白物质去除效果较好,混凝工艺对类腐殖酸、类富里酸等大分子物质的去除效果较好。     

响应面法优化Fenton法预处理腈纶废水

为得到Fenton法预处理腈纶废水的最优条件参数,以初始pH、H_2O_2投加量、Fe~(2+)投加量、反应时间为考察因素,废水COD去除率为评价指标,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken方案构建与拟合响应面模型,分析4个独立因素及各因素之间的交互作用对COD去除效果的影响。确定了最佳Fenton法预处理工艺:初始pH为3.0,H_2O_2投加量为5.0mL/L,Fe~(2+)投加量为4.9g/L,反应时间为150min时。此时,COD去除率预测结果为44.08%,实际运行结果为43.89%,表明该模型可靠。考察了无机离子对Fenton法预处理的影响,并研究预处理前后腈纶废水可生化性的变化。结果表明,SO~(2-)_4对腈纶废水的降解无明显影响,Fenton法预处理显著改善了腈纶废水可生化性。通过对比Fenton法预处理前后腈纶废水的傅立叶变换红外光谱(FTIR)可以得出,Fenton法预处理有效去除了腈纶废水中难降解有机物。     

垃圾填埋场渗滤液和浓缩液的蒸发特性

研究了垃圾填埋场渗滤液及其MBR-NF-RO处理过程所产生的膜浓缩过滤液在不同蒸馏阶段的水质情况,对比分析了不同pH下渗滤液蒸发情况,考察了蒸发前后的废水中溶解性有机物(DOM)的变化情况。结果表明,垃圾渗滤液蒸发各阶段水质(COD和NH_4~+-N)情况与膜过滤浓缩液大致相同,都是由高到低再升高的情况;在pH 5~10范围内,随着pH的增高,10%残留率下,NH_4~+-N的蒸发量逐渐增加,而TOC逐渐减少;膜过滤浓缩液和垃圾渗滤液的DOM成分大致相同,都以富里酸和腐殖酸为主,蒸发后蒸发液中DOM以类蛋白和色氨酸为主;通过蒸发法处理垃圾渗滤液膜浓缩液,出水水质可以满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008);而垃圾渗滤液采用此法处理后仍旧含有较高浓度的NH_4~+-N,需结合其他处理设施才可达标排放。     

超声联合芬顿技术对水中菲的降解

利用超声联合芬顿(US/Fenton)降解模拟水中的菲,考察降解过程中菲的反应动力学影响因素,如初始pH、H_2O_2投量、反应温度、H_2O_2:Fe~(2+)比值、超声功率。进一步通过气相色谱/质谱(GC/MS)检测其中间产物,并推测降解途径。结果表明:US/Fenton可有效降解水中的菲,符合伪一级反应动力学模型,菲的降解速率随H_2O_2投量和温度的升高而增大;随H_2O_2:Fe~(2+)比值和超声功率的增大而降低;酸性条件(pH=3.0)是降解体系的最适宜环境,此时反应速率常数达到最大值0.035 min~(-1)。通过分析可知,菲降解的中间产物有9,10菲醌、2-羟基-9-芴、(1,1′)-二苯基-2,2′-二甲醛、9-芴酮,菲结构中的9,10位首先受到攻击,进而断链,再被氧化生成醛、羧酸、酚类物质,最后矿化成CO_2和H_2O。     

碱性破乳-Fenton氧化工艺预处理三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)生产废水

三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)作为一种性质稳定难于生化降解的化合物而危害环境,其生产废水不容易被电化学、高级氧化或吸附方法得以高效处理。采用一种简易高效的碱性破乳法结合Fenton氧化工艺来处理TAIC生产废水,并考察了碱性破乳中的反应温度和pH值以及Fenton氧化中的H_2O_2投加量、n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))、反应时间和反应pH值对处理效果的影响。结果表明:在最佳的碱性破乳条件(反应温度为60℃,pH值为12)下,COD去除率可以达到46.4%以上,TAIC去除率可以达到70.3%以上,同时可以使浊度和盐度大幅度降低;在最佳的Fenton氧化条件(H_2O_2投加量为7 g L-1,n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))为3∶1,反应时间为40 min,初始pH值为3.5)下,COD去除率可以达到49.6%,B/C比提高到了0.36。碱性破乳法可以使TAIC直接从水中大量析出,是一种绿色环保的清洁工艺。该组合工艺可以有效地削减后续进入生化反应的负荷。     

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。