Fe-Mn/AC催化湿式过氧化氢氧化间甲酚

采用等体积浸渍法制备了一种新型Fe-Mn/AC催化剂,应用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)间甲酚废水.通过SEM和XRF表征了其表面形态结构和元素组成,通过穆斯堡尔谱分析了催化剂中铁离子的存在形态,结果表明,新型Fe-Mn/AC催化剂中的铁以二价铁、三价铁以及四氧化三铁的形式存在.通过正交实验考察了CWPO降解间甲酚的影响因素,结果表明,各因素对间甲酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始p H值反应温度反应时间催化剂投加量.通过正交实验得到CWPO降解间甲酚的最佳反应条件.当间甲酚浓度为100 mg·L-1、反应温度为40℃、反应时间为40 min、催化剂投加量为0.6 g·L-1及底物初始p H值为3时,间甲酚转化率为99.8%,TOC去除率为28.3%.气相色谱/质谱联用没有检测到中间产物,气相色谱检测到CWPO降解间甲酚中间产物主要为乙酸和丙酸.     

响应面法在催化湿式氧化降解异佛尔酮中的应用

以Ru/TiZrO2为催化剂,采用催化湿式氧化法降解异佛尔酮废水,选择反应温度、氧气分压、反应时间、催化剂用量、初始pH为影响因素,以TOC去除率为响应值,采用响应面法研究影响因素及其交互作用对响应值的影响,建立二次多项式回归方程模型,并采用后退回归法进行模型精简.结果表明,反应时间和反应温度及其交互作用对TOC去除率影响极显著(P≤0.01);反应时间的二次项对TOC去除率影响显著(P≤0.05).随着反应温度的升高和反应时间的延长,TOC去除率逐渐提高.最后对模型进行验证,实验值与预测值具有很好的一致性,说明模型具有可靠的预测性,将该模型应用到催化湿式氧化中合理可行.质谱和离子色谱检测到异佛尔酮的降解产物主要为有机酮与小分子羧酸,由此提出对反应机理和降解途径的假设.     

高铁酸钾/254nm紫外光氧化降解水体中双酚A

采用高铁酸钾/紫外光氧化降解双酚A水溶液.考察了高铁酸钾投加量、双酚A初始浓度、pH、降解时间等参数对双酚A的CODCr去除率的影响,通过正交实验得出了最佳降解参数,并对降解产物进行了紫外光谱分析.研究表明,高铁酸钾投加量为39 mg,pH值为11,双酚A浓度10 mg·L-1条件下降解30 min,双酚A最佳CODCr去除率为88.24%.     

垃圾渗滤液的Fenton氧化预处理研究

采用Fenton氧化法对垃圾渗滤液进行预处理,考察了渗滤液初始pH值、H2O2和FeSO4.7H2O投加量、H2O2/Fe2＋投加的物质的量比及氧化反应时间等对Fenton氧化处理效果的影响,获得Fenton氧化处理垃圾渗滤液的最佳工艺条件：初始pH=3.0,H2O2投加量为5.0 mL.L-1,FeSO4.7H2O投加量为3.48 g.L-1,H2O2/Fe2＋物质的量比为4-1,反应时间为1.5 h。最佳条件下处理后垃圾渗滤液COD为5 220 mg.L-1,COD去除率达57.8%。凝胶渗透色谱和三维荧光光谱分析结果表明,垃圾渗滤液中主要含有腐殖酸类大分子物质,经Fenton氧化后降解变成小分子化合物。     

高铁酸钾氧化降解硝基苯水溶液

采用高铁酸钾氧化降解硝基苯水溶液,研究表明,反应时间、pH值、高铁酸钾投加量、硝基苯水溶液浓度4个因素都会对硝基苯的降解效果产生影响.硝基苯水溶液浓度为55mg·l~(-1)时,初始pH=7-9,高铁酸钾投加量n_(k_2FeO_4):n_(C_6H_5NO_2)10:1,反应时间30min为最优反应条件,硝基苯去除率达到85%左右,COD_(Cr)去除率达到55%左右.通过对反应产物的分析,推测硝基苯首先被高铁酸钾氧化为对硝基苯酚,再进一步被氧化开环生成终产物.     

Fenton法降解水中布洛芬

采用Fenton法降解水中布洛芬,考察了H2O2投加量、FeSO.47H2O与H2O2的比值、初始pH、反应时间等因素对布洛芬去除率的影响,通过正交实验确定影响作用大小依次为:[Fe2+]∶[H2O2]的物质的量之比>H2O2的投加量>pH值,最佳的反应工艺条件为:H2O2的投加量为3 mL.L-1,[Fe2+]∶[H2O2]的物质的量之比为1∶10,反应初始pH值为3,反应时间为40 min.在最佳条件下布洛芬的去除率达到86%以上.同时对布洛芬降解反应动力学进行了研究,发现Fenton降解布洛芬符合二级反应动力学规律.     

超临界水中Ni/ZrO2催化气化聚乙烯醇水溶液的产氢特性

以追求产氢及降解有机污染物作为协同目标,利用一套连续式超临界水气化装置,在设定压力24MPa,反应温度400-500℃,反应停留时间20-120 s条件下,以Ni/ZrO2为催化剂考察了聚乙烯醇(PVA)水溶液的超临界水气化产氢特性.实验结果显示,催化剂Ni/ZrO2能有效促进PVA水溶液的分解产生富氢气体,气体产物中氢气的含量最高可达81.40%.过程探索发现:反应温度的升高能提高PVA气化效率,但气体产物中H2的含量随反应温度的升高有所下降;随着反应温度的升高,PVA分解趋于彻底,在压力24MPa、温度500℃、停留时间120 s的条件下,TOC去除率、有机碳气化率和氢气化率分别达到71.46%,67.97%和157.24%;停留时间的变化对气体产物含量没有明显的影响,但延长停留时间能提高PVA的气化效率;PVA气化反应中间产物主要为链状烷烃、环烷烃、芳香烃及小分子酸,根据中间产物出现的顺序推测PVA的降解为由C-C键断裂形成小分子物质,这些小分子物质一部分转化为H2,CO,CH4和CO2,一部分形成难降解的芳香族化合物.     

模拟日光-非均相Fenton光催化降解喹啉

以铝-分子筛(Al-MCM-41)为载体,采用加热回流法制备一种非均相芬顿催化剂还原氧化石墨烯-羟基铁/Al-MCM-41(r GO-Fe OOH/Al-MCM-41).以喹啉模拟有机废水,考察该催化剂在不同氧化体系、不同H_2O_2投加量、不同催化剂投加量和不同水质因素(喹啉初始浓度和p H值)条件下对喹啉降解效能的影响,同时考察了催化剂的重复使用性.结果表明,喹啉的光芬顿降解过程符合准一级反应动力学,降解过程中溶液中的NO-3浓度先升高后下降,表明喹啉的吡啶环被打开.对比芬顿反应,模拟日光芬顿反应中光的引入促进羟基自由基的产生,使得喹啉去除率由45%提高到了99%;喹啉降解速率随着催化剂和H_2O_2投加量的增加而升高,但投加量过多会消耗·OH自由基从而抑制喹啉降解,在光芬顿体系中,该催化剂在p H=3.6—9.6的范围内都表现出了很高的活性;当喹啉初始浓度为20 mg·L~(-1),催化剂投加量为0.5 g·L~(-1),H_2O_2投加量为20 mmol·L~(-1),p H=6.3时,该催化剂对喹啉有很好的矿化效果(TOC去除率为3%).催化剂重复使用性能稳定,重复使用5次喹啉去除率仍高达99%,但TOC去除率略有降低,铁溶出率为0.48%以下.     

紫外光氧化系统处理城市污水厂的恶臭气体

采用自主研发的紫外光氧化除臭系统处理某污水处理厂曝气沉砂池产生的恶臭气体.系统考察了空塔停留时间、进口恶臭物质浓度、紫外辐射照度等因素对系统除臭效果和臭氧产生的影响,并对恶臭物质去除和臭氧产生过程分别进行了动力学分析.结果表明,在空塔停留时间1.5 s,平均紫外辐射照度1664μW.cm-2,H2S进口浓度为35 mg.m-3,NH3进口浓度为0.26 mg.m-3的条件下,H2S和NH3的去除率分别可达到为34.3%和53.8%.紫外光氧化反应器对H2S和NH3的去除速率随紫外辐射照度增大而线性增加,随进口浓度增加而增大且趋近于某极限值.反应器臭氧产生速率随进口恶臭物质浓度增加而线性减小,随紫外辐射照度增加而增大且趋近于某极限值.动力学分析和计算的结果表明,本研究建立的数学关系式可以较好地定量描述恶臭物质浓度以及紫外辐射照度对恶臭物质去除速率和臭氧产生速率的影响.     

响应面法优化污泥炭催化湿式过氧化氢氧化降解间甲酚模拟废水

以污水处理厂剩余污泥为原料制备硝酸改性活性炭,用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理间甲酚模拟废水,以实现剩余污泥的资源化利用.使用物理吸附、程序升温脱附(TPD)、X射线荧光光谱(XRF)等表征方法对污泥炭的物理化学性质进行测定.而后采用响应面法(RSM)优化污泥炭CWPO降解间甲酚的反应条件,选取反应温度、反应时间、初始pH值、过氧化氢(H_2O_2)投加量及催化剂投加量为影响因子,总有机碳(TOC)去除率为响应值,应用中心组合设计(CCD)建立响应值与各影响因子之间关系的二次多项式数学模型,采用后退回归法进行模型精简,并通过方差分析对模型进行可信程度检验.优化结果表明,在反应温度为60℃,反应时间为120 min,初始pH=3.00,H_2O_2投加量为2.03 g·L~(-1),催化剂投加量为0.78 g·L~(-1)的条件下,可达到最佳效果,此时预测模型的TOC去除率为44.6%,间甲酚转化率为100%.通过模型验证实验得到的TOC去除率为46.6%,仅与理论值相差2.0%,在95%的置信区间内,说明该模型具有可靠性.最后采用GC-MS对污泥炭CWPO降解间甲酚中间产物进行分析.     

铁碳微电解降解磺胺甲恶唑和卡马西平

以两种典型人工合成有机物(磺胺甲恶唑和卡马西平)为主要研究对象,采用铁碳微电解法降解上述两种目标污染物,研究了铁碳质量比、反应时间、pH、铁投加量等因素对磺胺甲恶唑和卡马西平降解效果的影响.结果表明,pH=1,铁碳比为1∶1,铁投加量为80 g·L~(-1)时,磺胺甲恶唑的去除率最高,60 min几乎全部去除.pH=1,铁碳比为1∶4,铁投加量为80 g·L~(-1)时,卡马西平的去除率最高,60 min卡马西平去除率接近90%.在这过程中磺胺甲恶唑和卡马西平发生氧化还原反应,它们的氮被还原成氨氮.磺胺甲恶唑和卡马西平的降解符合假一级反应动力学.     

催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中难降解有机物的研究

研究了Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Cu(Ⅱ)作用下,均相催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中高浓度的腐殖质.分析催化剂用量、溶液pH值对腐殖质催化臭氧氧化降解的影响.结果表明,与单纯臭氧氧化比较,催化臭氧氧化对UV254和色度去除率无明显改善,但可明显提高以TOC和CODCr表征的有机物去除率;当投加催化剂过量时,以TOC和CODCr表征的有机物去除率虽降低,但仍有促进作用.但Fe2 的过量投加将明显抑制UV254和色度的去除效果.在碱性条件下,催化臭氧氧化法具有更好的去除效果.三种催化剂催化效果为Cu(Ⅱ)＞Mn(Ⅱ)＞Fe(Ⅱ).采用Cu(Ⅱ)催化臭氧氧化处理实际渗滤液生化处理出水,对CODCr,色度和UV254都显示出较好的去除效果.     

氨基比林的臭氧降解和矿化效能分析

以氨基比林(pyramidon,PD)为代表性药物和个人护理品污染物,探讨了实验室条件下臭氧(O_3)氧化对PD的去除效果、动力学和降解机制,考察了反应条件包括温度、p H、阴离子和过氧化氢(H_2O_2)对PD降解过程的影响.结果表明,O_3氧化对PD的降解效果明显,降解过程符合拟一级反应动力学模型.降解动力学常数(k_obs)在反应温度为20℃时最高(1.756×10~(-2)s~(-1));H_2O_2的投加对于k_obs具有低促高抑的效果,在H_2O_2浓度为0.135 mmol·L-1时达到最优效果(k_obs,2.108×10~(-2)s~(-1)).p H的升高和阴离子HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-的投加会降低PD降解速率,而NO_3~-离子对PD的降解有明显地促进效果.对PD O_3降解过程的矿化效率和副产物分析可知,O_3氧化无法有效矿化PD,PD的O_3降解机理主要包括亲电加成和取代、吡唑环直链化、羟基化、脱苯基和脱甲基作用.     

新型改性淀粉水处理剂在水体中的降解实验研究

研究了二硫代氨基甲酸改性玉米淀粉(DTCS)及其捕集重金属后产物在水体中的稳定性,考察了氧化剂、光催化氧化等不同方法下的降解效果.确定了降解的最佳反应条件.当氧化剂和紫外光共同作用时,降解效果更好.对降解产物的定性、定量分析结果表明,降解产物无毒,该水处理剂在水体中可安全降解.     

臭氧氧化法去除水中邻苯二甲酸二甲酯的初步研究

研究了水溶液中邻苯二甲酸二甲酯的臭氧氧化，考察了pH值、温度、臭氧用量等对反应的影响，结果表明：臭氧氧化使溶液的总有机碳（TOC）减少，并使紫外（UV）吸收大大降低，毛细管电泳（CE）分析证明有邻苯二甲酸的中间产物产生，采用Mn(Ⅱ）催化臭氧氧化，TOC去除率大大提高。     

高铁酸钾氧化降解罗丹明(RhB)水溶液的研究

利用高铁酸钾氧化降解罗丹明(RhB)水溶液.研究表明,pH值、反应时间及K2FeO4投加量等因素对RhB的降解效果均有显著影响.酸性条件有利于RhB的降解,K2FeO4投加量在nK2FeO4 : nRhB= 2: 1时达到最优.pH = 2.0时,初始浓度为100 mol·l-1的RhB水溶液经K2FeO4氧化5 min后,脱色率和CODCr去除率分别为55.64%和24.55%.通过对反应后溶液的荧光光谱分析和GC-MS分析,推测RhB首先被K2FeO4氧化为羟基化RhB阴离子(RhB·OH-),随后进一步被氧化开环.     

催化臭氧氧化降解罗丹明B的初步研究

研究了过渡金属硝酸盐及Al2O3为载体担载催化剂在罗丹明B臭氧氧化过程中的催化作用,考察了温度、pH值以及催化剂浓度等因素对反应的影响.结果表明,过渡金属离子可显著地提高罗丹明B的脱色速率,而担载型过渡金属氧化物催化剂活性较低.较低的pH值和反应温度有利于罗丹明B的催化臭氧化.罗丹明B溶液经过催化臭氧氧化后COD去除率可提高24%.     

Fenton法和类Fenton法降解土壤中的二苯砷酸

本文对Fenton法与类Fenton法降解土壤中的二苯砷酸(diphenylarsinic acid,DPAA)进行了研究.考察了H2O2投加量和催化剂种类(Fe2+/Fe3+)对红壤及黑土中DPAA降解效果的影响,并采用高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS/MS)对降解中间产物进行了初步鉴定.结果显示,针对红壤与黑土分别采用类Fenton法与Fenton法,在H2O2投加浓度为1 mol·L-1,含铁催化剂浓度为0.25 mol·L-1,土水比为1∶3,反应时间为1h的条件下,红壤及黑土中DPAA的降解率均可达到65%以上.HPLC-MS/MS的分析结果表明,DPAA可脱苯环形成降解产物苯砷酸(phenylarsinic acid,PAA),而PAA进一步氧化生成无机砷,这可能是Fenton/类Fenton法降解DPAA的途径之一.     

ZnO-MgO/Al2O3吸附-臭氧催化氧化处理难降解有机废水

以活性氧化铝为载体,采用浸渍法制备催化剂,对甲基橙及草酸模拟废水进行处理.在中性条件下,臭氧催化氧化比单独臭氧氧化能提前30 min使得甲基橙溶液褪色,反应105 min时,臭氧催化氧化对TOC的去除率高达96.53%,比单独使用臭氧氧化对甲基橙TOC去除率提高了47.19%,在处理草酸废水时臭氧催化氧化对TOC去除率高达80.59%,比单独使用臭氧氧化对草酸TOC去除率提高了59.14%.在处理甲基橙及草酸的小试实验中催化剂对有机污染物的吸附作用起到了加快反应进行的作用.在对垃圾渗滤液超滤出水时,O₃与COD质量比为1:1时,臭氧催化氧化对COD去除率为49.09%,比单独使用臭氧氧化提高36.37%,臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独使用臭氧氧化的2.54倍,在处理垃圾渗滤液纳滤浓水时,臭氧催化氧化对COD去除率高达88.72%,比单独使用臭氧氧化提高37.60%,并且臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独臭氧氧化的1.6倍.臭氧催化氧化反应过程中产生的羟基自由基对有机物更快的反应速率.     

UV-254 nm活化过硫酸盐降解麻黄碱的影响因素和机理

采用UV-254 nm活化过硫酸盐高级氧化技术去除水中污染物麻黄碱(EPH),并研究了其降解动力学过程和降解机理.考察了过硫酸盐(PS)投加量、EPH的初始浓度、不同pH值及不同离子(HCO~-_3、NO~-_3、Cl~-)对降解效果的影响.结果表明,UV-254 nm活化过硫酸盐工艺能有效去除实验条件下的EPH,其氧化降解反应符合二级动力学方程.EPH去除率随着PS投加量的增加而增大.pH对降解反应有较大的影响,在pH=7的条件下,反应速率最快,表观反应动力学常数(k_(obs))为0.467 min~(-1).进一步研究表明,HCO~-_3、NO~-_3和Cl~-对EPH的降解都存在抑制作用,在相同浓度下,其抑制程度依次为Cl~- NO~-_3 HCO~-_3.通过UPLC-MS/MS鉴定了麻黄碱降解的中间体,并提出了可能的降解机理和转化途径.