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。     

铁碳微电解/H_2O_2耦合类Fenton法预处理高浓度焦化废水

采用铁碳微电解/H_2O_2耦合类Fenton法预处理高浓度焦化废水,通过正交和单因素实验研究了废水初始pH、不同质量的微电解填料、H_2O_2投加量及反应时间对COD处理效果的影响,同时研究了COD降解动力学。结果表明:最佳控制条件是废水初始pH为3、铁碳填料投加量为300 g/L、H_2O_2投加量为80 m L/L、反应时间为160 min,此时COD的去除率达到87%以上;H_2O_2的加入可使铁碳微电解/H_2O_2系统COD的去除率提高37.34%,铁碳微电解/H_2O_2系统COD反应动力学方程为y=0.5296x-0.6218,相关系数R~2为0.9917。     

微纳米气泡协同铁碳微电解工艺处理盐酸四环素废水

采用微纳米气泡联合铁碳微电解法处理盐酸四环素废水,用XRD和FT-IR对铁碳材料反应前后的结构进行了表征,研究了不同反应时间、铁碳投加量、pH、微纳米气泡进气量对盐酸四环素去除率的影响和一级反应动力学的特征。结果表明:微纳米气泡对铁碳微电解有显著的协同作用;当反应时间为120 min、铁碳投加量为100 g·L-1、pH=3、微纳米气泡进气量为30 mL·min-1时,浓度为20 mg·L-1的盐酸四环素降解效果达到最佳,降解率为80.84%,TOC去除率为47.89%。通过LC-MS测定分析,盐酸四环素经过分解转化为m/z=194、m/z=181和m/z=174的产物,并最终转化分解为CO2和H2O。以上研究结果可为抗生素废水处理提供有益的参考。     

基于过碳酸钠的类Fenton体系对亚甲基蓝的降解动力学

采用改良低温结晶法制备过碳酸钠(sodium percarbonate,SPC),对其进行XRD表征,并用以作为氧化剂构建类Fenton体系(SPC/Fe~(2+))降解亚甲基蓝(MB),对其降解的影响因素及反应动力学进行了研究。结果表明,在该体系中,当溶液初始pH分别为2~10时,亚甲基蓝的去除率在1 min时均可达到97%以上,说明该体系可高效去除水体中的亚甲基蓝,反应速率快,且过碳酸钠的使用可以拓宽Fenton反应的pH范围。该反应的最佳工艺条件为0.75 g·L~(-1)硫酸亚铁,300 mg·L~(-1)过碳酸钠,亚甲基蓝去除率在反应10 min后可达99.0%。亚甲基蓝在该体系中的降解遵循二级反应动力学方程,反应速率常数分别为64.50×10~(-3)L·(mol·s)~(-1),快于Fenton体系的17.83×10~(-3)L·(mol·s)~(-1)。该体系反应活化能为16.6 kJ·mol~(-1),远小于Fenton体系(46.234 kJ·mol~(-1)),说明以过碳酸钠为氧化剂更有利于非均相类Fenton反应的发生。     

铁碳填料预处理硝基苯废水及其抗板结稳定性

为了探究铁碳微电解技术对硝基苯废水预处理的稳定性,基于市售的3种铁碳微电解填料构建硝基苯模拟废水的连续处理装置,结合材料表征结果探究了铁碳微电解填料的板结机制,并提出了抗板结功能的结构特征。结果表明：1号、3号填料为烧结型填料,2号填料为免烧型填料。3种铁碳填料对硝基苯的去除率为20%～40%,其中2号填料具有最高的去除率和最好的稳定性。1号和3号填料在长时间运行过程中产生大量堆积的含铁化合物,影响铁碳微电解的反应界面,从而导致硝基苯的去除率降低。填料抗板结的构型主要受到非铁碳组分骨架的影响,防止剥落的铁碳颗粒堵塞铁碳填料的反应界面,同时铁碳元素空间分布均匀,可为抗板结铁碳填料的制备提供参考。     

铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水

采用铁碳微电解-Fenton法对苯胺基乙腈生产废水进行预处理实验。通过静态实验确定铁碳微电解最佳条件为铁屑投加量300 g/L,Fe/C质量比为2∶3,反应75 min,不需要调节进水pH;Fenton反应最佳条件为铁碳微电解出水pH=4,30%H2O2投加量15 mL/L,在搅拌条件下反应60 min;然后沉淀反应时调节pH为9,混凝沉淀75 min。在上述条件下通过动态实验得到系统连续反应在48 h内废水的COD和苯胺去除率在50%和70%以上,可生化性BOD5/COD也保持在0.3以上,为后续生物处理创造了良好条件。     

Fe~0/S_2O_8~(2-)异相芬顿与生物组合工艺处理煤化工废水尾水

为实现煤化工废水尾水低成本达标排放,采用零价铁/过硫酸盐(Fe~0/S_2O_8~(2-))异相芬顿与气升环流反应器(ALR)组合工艺对其进行深度处理并分析处理成本。结果表明,在pH为6.8、Fe~0和S_2O_8~(2-)投加量分别为2g·L~(-1)和15 mmol·L~(-1)的条件下,Fe~0/S_2O_8~(2-)体系对COD和色度去除率分别为56%和50%。气相色谱-质谱和气相色谱分析显示,尾水中难降解芳香化合物被转化成小分子有机酸,这些小分子有机酸虽然在异相芬顿反应中难以进一步降解,但容易被好氧微生物吸收和利用;出水经ALR处理后,COD和色度进一步从150 mg·L~(-1)和75倍降到48 mg·L~(-1)和25倍,总去除率达到86%和83%。由于异相芬顿反应不需调节pH且出水铁离子浓度小于9mg·L~(-1),该组合工艺在避免大量铁泥产生的同时可低成本地实现煤化工废水尾水达标排放。     

磁性还原氧化石墨烯负载Fe~0对罗丹明B的类芬顿降解

合成了磁性还原氧化石墨烯负载零价纳米铁材料(Fe~0-MF-RGO),并在双氧水(H_2O_2)的作用下构成类芬顿试剂用于对罗丹明B(Rh B)的吸附-催化降解。通过正交实验研究了pH值、Fe~0-MF-RGO用量、Rh B初始浓度、温度和H_2O_2浓度5个影响因素。在15℃、pH值为7.0、Fe~0-MF-RGO投加量1.0 g·L~(-1)、Rh B初始浓度为50 mg·L~(-1)以及H_2O_2浓度为0.8 mmol·L~(-1)的条件下,150 min后模拟废水中Rh B的去除率达到98.17%,经5次循环使用后去除率为72.97%。     

铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水的动力学研究

通过采用铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水的实验研究,分析了处理过程的COD降解动力学;同时研究了单纯活性炭吸附和微电解过程中COD去除率的变化。结果表明,铁碳微电解的初期COD降解过程近似符合一级反应动力学,并且得到微电解与活性炭吸附对铁碳微电解降解COD的关系式;Fenton反应中通过研究有机物浓度和过氧化氢初始浓度与反应进程的关系,建立了反应动力学模型;单纯吸附实验COD去除率在24 h内快速下降,而微电解在相应时间内COD去除率波动较小,为实际应用提供了数据经验和理论依据。     

铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水的动力学研究

通过采用铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水的实验研究,分析了处理过程的COD降解动力学;同时研究了单纯活性炭吸附和微电解过程中COD去除率的变化。结果表明,铁碳微电解的初期COD降解过程近似符合一级反应动力学,并且得到微电解与活性炭吸附对铁碳微电解降解COD的关系式;Fenton反应中通过研究有机物浓度和过氧化氢初始浓度与反应进程的关系,建立了反应动力学模型;单纯吸附实验COD去除率在24h内快速下降,而微电解在相应时间内COD去除率波动较小,为实际应用提供了数据经验和理论依据。     

原位生产芬顿试剂处理石油采出水

为了降低石油采出水毒性,提高其可生化性,对阴极电芬顿反应器通过电极即时产生芬顿试剂处理石油采出水进行了研究。通过实验研究分析各因素对电芬顿体系原位生产芬顿试剂效果的影响。结果表明,阴极电芬顿法处理石油采出水的体系中,在反应条件为Fe~(2+)投加量1 mmol·L~(-1),pH值3,电解质浓度5 g·L~(-1),曝气强度1 L·min-1时,阴阳两极原位生产芬顿试剂的效果最好,此时阳极自产Fe~(2+)的浓度为46.2 mg·L~(-1),阴极自产H_2O_2的浓度为6.02 mg·L~(-1),此时对石油采出水COD的去除率达到78.4%,油脂的去除率达到89.6%。     

微电解-Fenton联合工艺预处理煤层气井压裂废水

利用Fenton强化微电解工艺对煤层气井压裂废水展开预处理研究,以COD去除率和可生化性(B/C)为考察指标,单独工艺正交实验结果表明pH为3、反应时间为90 min、铁碳体积比为1.5∶1和pH为4、反应时间为80 min、H2O2投加量为4 mL/L分别是微电解与Fenton反应的最优条件,各可获得48.1%和44.9%的COD去除率。在最优条件下进行微电解-Fenton联合运行实验,连续61 h内COD去除率均稳定在65%以上,B/C由0.158上升到0.3以上,有利于后续生化处理的运行。     

MIL-101前体制备多孔铁碳材料构建高效异相电芬顿体系

通过水热法合成MIL-101(Fe)材料,并在N2氛围中进行高温碳化制备多孔铁碳(N-MIL-FeC)电极材料,探究其电催化氧还原性能及阴极电芬顿降解模拟染料废水性能。将制备的N-MIL-FeC材料进行电催化氧还原反应(ORR)性能测试,结果表明,Fe/H_2BDC摩尔比为2∶1,碳化温度为900℃,N-MIL-FeC材料CV扫描所得图形峰电位最小且峰电流最高,具有最优的ORR催化活性。在此基础上,将最佳条件下制得的N-MIL-FeC负载在碳纸上制成催化阴极应用于电芬顿反应催化降解模拟染料废水RhB。在催化剂负载量为1.5 mg·cm~(-2),pH为7条件下,浓度10 mg·L~(-1)的RhB溶液经过70 min降解率达到99%以上。通过淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)测试证明羟基自由基(·OH)是参与催化降解反应的主要活性中间体。以MIL-101(Fe)为前驱体制备的多孔铁碳材料性能较好,有一定的应用前景。     

硫酸铜类芬顿法去除双酚A

在水处理应用中,为解决Fenton法通常需较低pH的局限性,提出了以硫酸铜为催化剂的类芬顿反应体系,以双酚A(BPA)为目标污染物,分别考察了催化剂用量、H_2O_2用量、反应温度、BPA初始浓度和pH对BPA去除效果的影响,分析了反应过程中pH和羟基自由基浓度的变化。结果表明:在催化剂用量为0.8 g·L~(-1)、H_2O_2为78 mmol·L~(-1)、BPA为152 mg·L~(-1)、反应温度为75℃、反应时间为65 min的条件下,BPA和TOC的去除率分别为95.4%和85.9%;所建立的硫酸铜类芬顿反应体系,相比Fenton反应体系具有更宽的pH适应范围,可以在pH=3.0～10.1下进行反应,无需调节反应液的pH,且出水水质颜色好,成本低。以上研究结果可为有机废水的高效处理提供理论与技术支持,具有广阔的应用前景。     

铁刨花强化Fenton深度处理制药废水二级生化出水

采用铁刨花强化Fenton对制药废水二级生化出水处理效果进行深入研究。考察了铁刨花和药剂投加量对强化Fenton的影响,对比了常规Fenton和强化Fenton两者COD降解情况和出水pH值变化情况。结果表明:强化Fenton中投加的铁刨花可以提供充足的亚铁离子,无需投加Fe SO_4·7H_2O即可高效降解废水中有机物;当初始pH=3.8,铁刨花投加量100 g·L~(-1),30%H_2O_2投加量0.6 m L·L~(-1),曝气反应120 min,强化Fenton出水COD去除率高达66.5%,比常规Fenton提高20%以上;常规Fenton出水pH值在3.0左右,而强化Fenton出水pH在6.0以上,可有效节约后续pH回调时药剂使用量,降低运行成本。     

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。     

铁炭微电解法降解1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的研究

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)是一种常用的离子液体,被越来越多地应用于精细化学品及药物的合成。由于其对水生生物有毒性的影响且难于生物降解,提出了采用铁炭微电解法来降解[BMIM]BF4,并探讨了影响处理效果的主要因素、工艺条件及其反应动力学。结果表明,影响铁炭微电解降解[BMIM]BF4的因素按从小到大的顺序为:炭铁比、反应时间、pH;铁炭微电解降解[BMIM]BF4的最佳工艺条件是:铁粉用量3 g/L、水样pH2.5、炭铁比2、反应时间为60~90 min;在此条件下,[BMIM]BF的去除率可以达到80%以上,且该降解反应为二级反应。     

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%。     

铁碳微电解预处理汽车电泳涂装废水

采用铁碳微电解法对汽车电泳涂装废水进行处理,研究其处理效果及COD降解动力学。结果表明,进水pH≤4时,铁碳微电解的处理效果影响因素依次为铁碳反应次数、反应时间、进水pH。COD降解率随微电解反应时间的增加而升高,随反应次数的增加而降低,之后趋向稳定。当进水pH=3,反应时间90~150 min时,铁碳微电解的处理效果可稳定在40%左右。同时通过模拟分析,汽车电泳涂装废水COD降解动力学符合三级反应动力学模型。     

虾壳粉对水溶液中阴、阳离子型染料的吸附

采用废弃虾壳制备吸附剂处理含刚果红或亚甲基蓝的溶液。考察了温度、吸附时间、初始浓度、吸附剂投加量和初始溶液pH对吸附效果的影响并构建了去除率预测模型,并对吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学进行系统研究。结果表明:虾壳粉对刚果红和亚甲基蓝的吸附分别在24 h和4 h时达到平衡,平衡吸附量随吸附时间、初始浓度及吸附剂投加量的增加而增大;刚果红平衡吸附量随pH升高而增大,亚甲基蓝平衡吸附量几乎不随pH变化。在15℃下,吸附剂投加量为1 g·L~(-1),刚果红吸附的最优条件为接触时间24 h、pH=4,在该条件下,虾壳粉对刚果红的饱和吸附量为276.64 mg·g~(-1);亚甲基蓝吸附的最优条件为接触时间4 h、pH=12,在该条件下,虾壳粉对刚果红的饱和吸附量为1.44 mg·g~(-1);虾壳粉对2种染料的吸附过程以物理吸附为主,符合准二级动力学方程。虾壳粉对阴离子型染料的吸附效果较优,对阳离子型染料有一定吸附性能,是一种经济高效的染料废水吸附材料。