超声波处理难降解有机物影响参数研究

考察了多种操作参数对多氯联苯、溴苯超声波降解的影响。结果表明，高频率、高声强、高流速、混合气体可以提高超声反应速率，358kHz下降解速率比20kHz提高了848％，34mL／min流速下比4．4mL／min提高了140％，参入Ar比单纯使用O2提高83%(+80％Ar)或66％(+50%Ar)。然而高声强也造成了较多的能量消耗。自由基清除剂的存在则较大地降低了超声反应速率，200mmol／LCO3^2-存在时反应速率下降了79％。     

UV及UV/US降解对二氯苯水溶液的研究

使用紫外光(UV)和超声波(US)降解水溶液中的对二氯苯(p-DCB)。考察了p-DCB初始浓度,初始pH、腐殖酸和H2O2的存在对p-DCB光解的影响。结果表明,较低的初始浓度或弱酸性pH有利于p-DCB降解。溶液中存在20 mg/L的腐殖酸可使p-DCB的反应速率常数提高32.6%。加入氧化剂H2O2可以显著提高p-DCB的降解率,在[p-DCB]0=0.1 mmol/L,[H2O2]0=0.1 mmol/L,pH0=5.8,反应180 min条件下,p-DCB的降解率为95.5%。超声波对p-DCB的降解速率(14.6×10-3/min)大约是紫外光(4.3×10-3/min)的3.4倍,紫外光-超声波耦合时的降解速率(20.6×10-3/min)大于两者单独降解速率的加合。在各种实验条件下,p-DCB的降解均遵循表观一级动力学。     

微电解-Fenton深度处理制药废水影响因素与参数控制

采用铁炭微电解-Fenton联合工艺深度处理制药废水生化出水,探讨了初始pH、曝气量、反应时间等因素对微电解出水Fe2+和Fe3+变化规律、COD降解速率以及后续Fenton氧化效果的影响,为优化微电解-Fenton氧化联合工艺提出了微电解间歇加酸的理论。间歇加酸可提高微电解系统中COD降解速率和Fe2+含量,使后续Fenton氧化无需投加FeSO4·7H2O即可达到较好的COD去除效果。结果表明,当初始pH=2.5,曝气量为0.6 m3/h,间歇加酸30 min/次,微电解反应2 h,出水投加1 mL/L的H2O2进行Fenton氧化2 h,COD总去除率可达81.33%;间歇加酸30 min/次可将微电解反应2 h出水Fe2+浓度从50 mg/L提高至151 mg/L,COD降解速率从10.6 mg COD/(L·h)提高至22.2 mg COD/(L·h)。     

超声-Fenton联用技术深度处理皮革综合废水生化出水

针对皮革综合废水生化处理出水中存在COD和色度偏高等问题,提出采用超声-Fenton联用技术对生化后的皮革综合废水进行深度处理。通过单因素实验考察了超声功率、H2O2投加量、Fe2+投加量(即H2O2/Fe2+比)、溶液pH和反应时间对水样中COD和色度去除率的影响;正交实验结果表明,当溶液初始pH值为4.0时,各因素影响显著性的先后顺序为H2O2>超声功率>反应时间>Fe2+;其优化的实验条件为:H2O2为24.0 mL/L、超声功率为85 W、反应时间为45min、Fe2+为2.2 g/L,经超声-Fenton联用技术深度处理后COD的去除率可达85.4%。在最佳实验条件下,对超声-Fenton联用技术深度处理皮革综合废水生化出水的动力学研究发现,水样中的COD降解反应符合表观一级反应动力学,速率常数增强因子可达8.64,表明存在显著的协同效应。     

多能场协同紫外光催化降解甲基橙的实验研究

以甲基橙为模拟废水,负载型纳米TiO2为光催化剂,在自制的多能场组合反应器中,初步研究了电场和超声场协同紫外光催化降解水中甲基橙的特点和规律。结果表明,在偏置电场电压为20 v,超声场声频为21.33 kHz、声强为0.375 W/cm2,紫外光波长为366 nm,功耗为O.25 W/mL,TiO2催化降解负荷为1.25 mL/cm2的条件下,对浓度为4 mg/L的甲基橙溶液分别处理30 min和90 min,脱色率分别可达91.67％和95.36％;比单一紫外光催化降解脱色率分别提高86.59％和86.79％。     

超声波降解水中的氯苯

考察了用超声波降解水中氯苯的可行性、动力学、产物和TOC变化。在 2 0kHz和 4 0W的超声波作用下 ,氯苯的一级降解常数为 0 0 5 /min。随着所加超声功率的增高 ,氯苯降解常数呈线性增加。 30min内超声脱氯效率达到 6 6 % ,TOC去除达到 4 3%。     

二氧化钛纳米管光催化降解水中百草枯

二氧化钛纳米管被用于光催化氧化水体中的百草枯,对光催化反应条件、常见Fe3+离子的干扰情况和百草枯光催化降解动力学规律进行了研究。结果表明,浓度为25 mg/L的百草枯溶液,在二氧化钛纳米管(TNT)1.0 g/L,H2O20.5 mL/50 mL,pH=5.0的最优光催化氧化条件下,经过30 min反应可以被100%从水体中去除,表现出非常高的光催化降解效率;动力学方程拟合表明,百草枯光催化氧化反应符合拟一级动力学规律,动力学方程为ln(C0/C)=1.0267t-0.1282,反应速率常数K为1.0267 h-1;双氧水存在时常见的Fe3+能够进一步提高百草枯光催化降解率;该光催化反应体系对低浓度百草枯废水有很好的处理效果,预示着光催化氧化技术适合地表或地下水体中百草枯的去除。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe3+掺杂TiO2/凹凸棒(Fe3+-TiO2/ATP)复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe3+掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计(L25(53))优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe3+掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10-3min-1,反应4 h后MB的降解率(Dt)可达75.88%,相同实验条件下与P25(1.51×10-3min-1)相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。     

超声波/Fenton工艺降解微量邻苯二甲酸二甲酯和壬基酚效能的研究

研究了在超声波、Fenton不同体系中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和壬基酚(NP)的降解效果.通过正交实验得到超声波/Fenton工艺各个因素影响程度的大小为:H2O2投加量＞初始pH＞反应时间＞Fe2+投加量＞超声功率.最后得到降解250mL质量浓度为100 μg/L的DMP的最佳条件:H2 O2投加量为2 mmol/L、Fe2+投加量为0.40 mmol/L、初始pH为3.00、超声功率为1 800W、反应时间为120 min,降解率可达到85.96％;降解250mL质量浓度为100 μg/L的NP的最佳条件:H2O2投加量为4mmol/L、Fe2+投加量为0.50 mmol/L、初始pH为3.00、超声功率为1 800W、反应时间为120 min,降解率可达到78.70％.     

US-UV-Fenton降解硝基苯

采用超声波(US)、紫外光(UV)和Fenton联合降解硝基苯,初步探讨了其作用规律。研究结果表明,UV可以促进双氧水转化自由基的效率,而US同时具有强化传质作用和超声氧化作用,两者均能够强化Fenton氧化硝基苯的降解过程。正交实验结果表明,H2O2初始浓度是硝基苯降解和矿化的最显著影响因素,反应时间和超声功率是矿化的显著影响因素。最佳反应条件为:H2O2500 mg/L、Fe2+10 mg/L、反应时间60 min、超声波功率100 W,此时,硝基苯完全降解,TOC去除率达到73.0%。Fenton、UV/Fenton和US/UV/Fenton降解硝基苯过程均符合伪一级反应动力学模式,反应速率常数分别为3.37×10-2、3.81×10-2和5.10×10-2min-1。     

铁炭微电解-H2O2法降解二甲基甲酰胺废水

采用铁炭微电解-H2O2法降解二甲基甲酰胺(DMF)废水,探讨了反应时间、pH、铁炭质量比(简写为Fe/C)以及H2O2投加量对DMF去除率的影响.结果表明:(1)当反应时间为60 min、pH为3、Fe/C为3:1时,DMF去除率为73.4％.(2)向反应体系中投加H2O2,DMF去除率明显提高.当H2O2投放量为0.20 mL/L时,DMF去除率达到95.2％.     

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。     

超声波促进城市生活污泥缺氧/好氧消化的研究

本研究将超声波预处理引入城市生活污泥缺氧/好氧消化工艺中，自主设计了容积为30 L的生活污泥超声波-缺氧/好氧消化中试系统并用以实验研究。超声波预处理的参数为超声频率28 kHz，声能密度0.15 W/mL，超声时间10 min，超声间隔12 h，污泥超声比例30%。结果表明，引入超声预处理后，缩短了污泥的稳定时间，提高了污泥的消化效率。污泥消化10 d就已经达到了稳定标准，比未引入超声预处理时缩短了12 d，而MLVSS最大去除率提高了11%，达到了55.10%。超声波的引入，对污泥缺氧/好氧消化系统中污泥上清液溶解性COD（SCOD）的变化趋势影响比较明显，而对上清液的pH、氨氮和TP的变化趋势没有明显影响。     

方解石对水中磷的去除效果研究

以60~100目天然方解石为实验材料,通过对不同浓度磷的去除效果实验和动态实验研究了其对磷的去除性能,并研究不同pH值下方解石对磷的去除效果。对不同pH值下方解石对800 mg/L磷的去除效果研究结果表明,pH对去除效果影响较大,在初始pH值为4.9(平衡pH值为6.4)时去除率最高,对磷的去除率达到31%;对pH范围4.5~4.8内不同浓度的磷的去除效果实验表明,方解石对高浓度的磷去除效果较好,对100 mg/L的磷去除率为20%,对1 600 mg/L的磷去除率达到49%。在酸性条件下,方解石对磷的去除机理为Ca2+与HPO24-的化学沉淀过程。动态实验表明,填充高度为25.4 cm及填充直径为10 cm时,方解石对流速为66.85 mL/min,浓度为100 mg/L磷的去除效果较差,5 min时出水去除率为64%,再生后对磷的去除效果较好,前10 min去除率在90%以上,理论最大去除量提高了53%。     

Complete dechlorination of endosulfan and lindane using Mg0/Pd(+4) bimetallic system

A Mg0/Pd(+4) bimetallic system was evaluated to dechlorinate endosulfan and lindane in the aqueous phase. Studies were conducted with endosulfan and lindane separately, with or without acid in a 1:1 (v/v) water:acetone phase. In the absence of any acid, higher degradation of endosulfan and lindane was observed using Mg0/Pd(+4) doses of 10/0.5 and 4/0.1 mg/mL, respectively. Acetone plays an important role in facilitating the dechlorination reaction by increasing the solubilities of pesticides. Dechlorination kinetics for endosulfan and lindane (30 and 50 mg/L [30 and 50 ppm] concentration of each pesticide) were conducted with varying Mg0/Pd(+4) doses, and the time-course profiles were well-fitted into exponential curves. The optimum observed rate constants (k(obs)) for endosulfan and lindane were obtained with Mg0/Pd(+4) doses of 5/0.5 and 4/0.1 mg/mL, respectively. Gas chromatography-mass spectrometry analyses revealed that endosulfan and lindane were dechlorinated completely into their hydrocarbon skeletons-Bicyclo [2,2,1] hepta 2-5 diene and benzene, respectively.     

连续式生物吸收工艺脱除二氧化硫

运用连续式生物吸收处理工艺,以废糖蜜发酵液作为碳源进行了微生物法去除SO2气体的研究,在简单粗放的实验条件下,研究了脱硫脱硫弧菌对较大气量SO2气体的去除效果,并对产物H2S在第二级生物反应器中的去除率进行了测定。实验结果表明,随着进气量由0.18 m3/h增大至5 m3/h,脱硫率会降低,但是随之提高搅拌速度和补料速度后,脱硫率又恢复到较高水平,当搅拌速度为590 r/min时,5 L生物反应液可以处理5 m3/h的SO2气体,1#反应器SO2去除率和2#反应器H2S去除率分别达到92%和98%以上。在气量增至5 m3/h时,1#和2#反应器补料流速分别为175 mL/h和200 mL/h时,没有亚硫酸盐和硫化物的积累,pH值和菌体浓度稳定,系统运行良好。     

超声-Fenton高级氧化降解染料工业废水的研究

采用超声与Fenton高级氧化技术联合处理染料废水,取得了满意的效果。同时考察了初始浓度、初始pH值、超声时间、超声频率、超声功率、H2O2和FeSO4初始浓度等因素对其COD去除效果的影响,当超声波频率为45 kHz,功率为200 W,初始pH值为2.63,超声时间为150 min,H2O2浓度为60 mmol/L,FeSO4浓度为12 mmol/L时,染料废水COD去除率达到91.8%。     

微波无极紫外光氧化-内电解工艺处理染料废水研究

在自制的微波激发无极紫外灯光氧化反应器和内电解反应器联用体系中,以次氯酸钠为氧化剂,对活性深兰M-2GE染料模拟废水进行处理.结果表明,投加次氯酸钠4 mL/L、微波紫外光反应时间30 min、内电解反应时间50 min时,活性深兰M-2GE染料模拟废水的脱色率、COD去除率可分别达到95%、70%的处理效果.     

Degradation of the drug diclofenac in water by sonolysis in presence of catalysts

Diclofenac, as one of the most popular antiphlogistics, is produced in great quantities. Nowadays this drug is ubiquitously present in the aquatic environment due to its resistance to biodegradation. Degradation by ultrasonic irradiation is a possibility to eliminate diclofenac from water without the addition of chemicals. The sonolysis of diclofenac in water was investigated at ultrasound frequencies of 24 kHz, 216 kHz, 617 kHz, and 850 kHz and in the presence of various catalysts (TiO2, SiO2, SnO2, and titanosilicate). The degradation of diclofenac by sonolysis of an aqueous solution at 617 kHz followed first-order kinetics. Catalysts, especially TiO2 increased the rate of degradation. Within 30 min of irradiation, the relative concentration of diclofenac decreased from 100% to 16%. By HPLC and GC-MS methods, chlorinated anilines, phenols and carboxylic acid derivatives were detected as a result of the sonolysis. About 35% of organic chlorine was transformed into inorganic chloride. Most of the identified degradation products in the sonolysis of diclofenac were the same compounds that were detected during photo-oxidation experiments with this anti-inflammatory drug.