Fenton氧化技术处理硝基苯废水的实验研究

利用Fenton试剂法对硝基苯废水进行处理,采用正交实验和单因素实验研究H2O2用量、Fe(Ⅱ)浓度、pH值和反应时间等4个主要因素对氧化效果的影响,确定反应的最佳工艺条件为:当Fe(Ⅱ)质量浓度为50 mg/L,pH值在5.7左右,H2O2质量浓度为300 mg/L,反应50 min,体系中硝基苯去除率可达到94%以上,COD去除率可达36.52%.另外,深入研究其他过渡金属离子如Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)等对Fenton氧化反应过程的影响,结果发现Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅲ) 作催化剂更有利于COD去除率的提高,且Mn(Ⅱ)/H2O2体系的反应溶液色度最小.     

紫外氧化法降解废水中邻苯二甲酸二丁酯

采用UV/Fenton法氧化降解废水中的邻苯二甲酸二丁酯,原水质量浓度为40 mg/L,考察了H2O2加入量、硫酸亚铁加入量、pH值、氧化时间、反应温度对降解率的影响,通过单因素及优化实验确定了最佳工艺条件:H2O2量(30%)为10 mL,硫酸亚铁量为50 g/L,pH值为5,氧化时间为45 min,反应温度为25℃。对优化实验验证,降解后废水质量浓度为0.4 mg/L,去除率达到99%。     

茜红染料废水光助氧化法降解脱色研究

主要对光助氧化法处理印染废水进行了实验研究.探讨了单纯的紫外光光照时间、H2O2浓度、染料水溶液的初始pH值以及Fenton试剂中H2O2的浓度和Fe2 比值对COD cr去除率和脱色率的影响.结果表明,光助氧化法对茜红染料废水有比较好的处理效果,光照80 min,pH=3,H2O2浓度6 mmol/L,脱色率和COD cr去除率分别达到92.8%和84.4%,加入Fe2 并保持Fe2 :H2O2=1:5,尽管由于Fe2 及Fe3 的存在,脱色率下降为85.4%,而COD cr去除率升高到93.7%.     

零价铁还原地下水中对氯硝基苯的研究

采用间歇试验考察零价铁去除对氯硝基苯的效果,研究初始pH值、零价铁粒径、零价铁投加量和氧对反应过程的影响.结果表明,在中性和弱酸性条件下零价铁能有效去除对氯硝基苯,反应过程符合准一级动力学,反应终产物为对氯苯胺;降低零价铁粒径和增加零价铁投加量可提高对氯硝基苯的去除率.当零价铁粒径为0.05mm、投加量为0.5 g/L、对氯硝基苯初始质量浓度为25 mg/L,反应6h后,对氯硝基苯去除率可达100％.氧对零价铁还原对氯硝基苯具有竞争性抑制作用,但零价铁能消耗水中溶解氧并维持对氯硝基苯还原反应进行,与厌氧反应过程相比,空气-水体系对氯硝基苯去除率下降19.18％.研究表明,采用零价铁还原法可有效去除地下水中的对氯硝基苯.     

UV/Fenton氧化法预处理甲醛废水的试验研究

采用UV/Fenton氧化法对某树脂厂甲醛废水进行预处理,通过单因素试验和正交试验探讨了H2O2和Fe2+投加量、反应时间及pH值等因素对废水COD和HCHO去除率的影响。综合考虑经济性和去除效果,确定了最佳反应条件:H2O2投量为10 g/L,Fe2+投量为1.2 g/L,反应时间50 min,原水pH值8.23。在此条件下,COD和HCHO的去除率可分别达到48.18%和99.74%,反应符合一级反应动力学。废水可生化性(BOD5/COD)从初始的0.25提高到0.43,为废水的后续生化处理创造了条件。     

O3/H2O2处理含油废水的研究

为控制石油炼化含油废水对环境的污染,采用O3/H2O2方法对石油炼化含油废水进行处理,主要考察了臭氧浓度、H2O2投加量、反应温度、反应时间、pH等因素对处理效果的影响.实验表明,废水中石油烃类物质的去除率随着臭氧浓度、反应时间的增加而升高;石油烃类物质在pH值2-10、温度15-45 ℃、10-60 mL的H2O2投加量范围内,去除率分别呈现先增后降的趋势.处理1 L油质量浓度为110 mg/L的含油废水,臭氧质量浓度为7.23 mg/L,投加40 mL H2O2,pH为9,在35 ℃的条件下反应8 min,油去除率可以达到84%.同样条件下处理30 min,废水COD下降了65%.这将为该工艺处理实际含油废水提供实验依据.     

Fe2O3/UV/H2O2光催化法降解造纸废水的研究

以Fe2O3为催化剂,高压汞灯为光源,对造纸废水进行光催化法降解实验研究,初步分析了光催化法处理废水的基本原理,对不同反应体系的处理效果进行比较并讨论了Fe2O3用量、H2O2用量、pH值、反应时间等影响处理效果的主要因素.研究结果表明,Fe2O3/UV/H2O2体系能有效、快速地降低造纸废水的COD.实验考察了Fe2O3用量、H2O2用量、pH值、反应时间等因素对降解效果的影响,得出的最佳的降解条件及效果为:室温下Fe2O3用量为1.0 g/L,H2O2用量为0.5%(体积比),pH值为3.0,300 W高压汞灯照射下反应3 h后废水的CODCr去除率达到93.3%,出水CODCr降到54 mg/L.光催化反应体系中,Fe2O3的光催化氧化在有机物的降解反应中起着主要作用.由于Fe2O3和H2O2能发生协同作用,因此在反应体系中加入适量H2O2可以提高光催化反应效率和反应速度,大大提高了对造纸废水的处理效果.反应体系中的催化剂可回收处理后重复使用多次,对处理效果没有明显影响.     

升流式生物催化电解反应器(UBER)处理硝基苯废水试验研究

升流式生物催化电解反应器(UBER)是一种将生物方法与电化学相结合的新型废水处理技术,使用UBER降解硝基芳香烃类化合物,不但处理周期短、效率高,而且成本低,占地面积小。通过UBER处理含硝基苯模拟废水,对生物催化电解技术的原理进行讨论,并探索最佳反应条件,为该项技术处理实际废水提供理论依据。考察了进水浓度对硝基苯去除率的影响,同时对阴极催化硝基苯定向还原为苯胺进行探讨,最后分别从外加电压、进水乙酸盐质量浓度及进水p H值3个方面,对UBER还原硝基苯的关键影响因素进行最优试验条件分析。结果表明,UBER可以高效处理硝基苯废水,当硝基苯进水质量浓度为200 mg/L时,去除率可以达到97. 2%,但随进水质量浓度进一步提高至220 mg/L,硝基苯的去除效果不佳,去除率仅为79. 13%。当进水硝基苯质量浓度较低时,苯胺生成率较高,平均值达到91%,随硝基苯进水质量浓度提高,引起阴极电势波动,使得还原反应按照多种途径发生,硝基苯不仅被定向还原为苯胺,还被还原成其他副产物,同时,微生物也可以将部分生成的苯胺进一步氧化利用,造成出水苯胺含量偏低。最优条件试验表明,外加电压在0. 3～0. 5 V,硝基苯的去除率均达到93%以上,此时阳极微生物具有良好的电化学活性,当电压降到0. 2 V时,硝基苯去除率仅为36%,表明外加电压过低会严重影响反应器的稳定运行;将乙酸钠质量浓度从1 000 mg/L逐渐减小,质量浓度降低至700 mg/L时,阳极电位依然保持在-440 m V vs. SCE左右,UBER系统运行稳定,当乙酸钠质量浓度进一步降低,阳极微生物电化学活性逐渐受到抑制;UBER中微生物最佳生长p H值为6～7,当p H值超出这一范围,会影响微生物生长代谢,进而影响硝基苯的去除效果。     

UV/H2O2催化氧化去除微囊藻毒素-LR

研究了UV/H2O2氧化降解微污染水体中微囊藻毒素MC-LR的效果,探讨了各种因素如H2O2浓度、pH值、光强、MC-LR浓度及反应时间对降解的影响.UV和H2O2氧化去除MC-LR具有协同作用,H2O2在UV照射下产生的羟基自由基对MC-LR有很强的氧化能力.MC-LR的降解过程可用准一级反应速率方程和二级反应速率方程拟合.反应速率常数随MC-LR的起始浓度增加而减少,反应半衰期随MC-LR的起始浓度增加而延长.在H2O2浓度为1.0 mmol/L、反应温度为(25.5±1)℃、pH值为6.8、光强2.5×104 lux及反应时间60 min的条件下,质量浓度为0.203 mg/L的MC-LR的去除率可以达到80.8%.结果表明,UV/H2O2氧化体系能有效地降解MC-LR.     

活性炭吸附处理含砷废水的研究

通过活性炭的静态吸附实验,研究溶液中砷的去除率与溶液初始pH值、溶液浓度、反应温度和时间、以及溶液中其他共存离子的关系,以确定活性炭吸附去除砷的最佳工艺条件.研究表明,质量浓度为10 mg/L的含砷溶液,在25 ℃,溶液初始pH值为4.5,反应300 min时,砷的去除率达最大值98.6%;若溶液中同时含有Cr(Ⅵ)离子,可提高活性炭对砷的吸附去除率至99%以上.由此可见,活性炭吸附法处理含砷废水的去除率较高,处理后砷含量能够达到国家规定的排放标准.     

硝基苯气相氟代脱硝反应热安全性的理论研究

为研究硝基苯气相氟代脱硝反应的热安全性,采用Gaussian98软件,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP,在6-31G(D)基组水平上,全优化计算气相条件下氟离子对硝基苯进攻的氟代脱硝反应的微观机理,得到反应路径并通过IRC验证,并对反应过程中反应物,各中间体、过渡态、产物进行分子几何构型优化,标准热力学函数计算。理论计算研究表明:该反应属于SN2亲核取代反应;反应能垒较低,反应所需能量可以从过程R→IM1和TS3→P所释放的能量(279.06 kJ/mol,143.34 kJ/mol)中获得;与席曼反应相比较,该反应速率下降3个数量级,热安全性更高,符合化工工程设计的本质安全化要求,具有广阔的应用前景。     

超声波对微电解处理硝基苯的协同效应研究

以硝基苯为目标污染物,考察超声波对微电解技术的协同效应.结果表明,无机械搅拌条件下,硝基苯溶液初始质量浓度为50 mg·L~(-1)、超声波功率密度为200 W·L~(-1)、溶液初始pH值为3.0时,超声波/微电解协同体系降解效果显著高于超声波与微电解单独作用之和,降解过程超声波和微电解间存在显著协同效应,比较3者的降解速率常数可知超声波与微电解间的协同因子达4.875.研究表明,超声波能有效防止铁屑表面钝化和板结现象,超声波促进微电解体系中·OH生成是超声波对微电解降解硝基苯产生明显协同效应的主要原因.     

电化学降解硝基苯模拟废水研究

以钛板为电极,以硝基苯模拟废水作为研究对象,考察了硝基苯溶液的初始浓度、支持电解质的种类及浓度、电解时间、外加电压及溶液初始pH值等因素对电化学降解硝基苯的影响。研究结果表明,在硝基苯初始质量浓度为60 mg/L,投加浓度为0.02 mol/L的NaCl为支持电解质,溶液初始pH为6,外加20 V电压的条件下,电解2.5 h,硝基苯COD_(Cr)去除率可达95%。在此基础之上,对硝基苯的降解过程的机理及产物进行了初步探讨。     

基于Gaussian的甲烷爆炸微观反应计算分析*

为从微观热力学及动力学角度更深入了解甲烷爆炸微观反应机理,应用Gaussian软件DFT理论,B3LYP-D3(BJ)/6-31+G*水平对利用敏感性分析方法得出的甲烷爆炸反应简化机理中各驻点进行结构优化与频率计算,在M06-2X/def2-tzvpp水平上计算单电能,得到反应物、中间体、过渡态、产物的稳定构型及其参数、热力学数据,并计算得到各反应的焓变、吉布斯自由能变及自由能垒。研究结果表明:甲烷爆炸微观反应机理中基元反应1,9无过渡态,其他反应存在过渡态;基元反应1,4等为反应体系提供热量,保证甲烷氧化反应不断进行,反应1放热最多,焓变为-433.7 kJ·mol-1;关键自由基OH·的生成是反应3 O2+H·→OH·+O·与反应4 O·+H2→OH·+H·相互协同与促进的结果;反应3 O2+H·→OH·+O·为该甲烷爆炸机理的决速步,自由能垒为312.4 kJ·mol-1。研究结论可为深入研究甲烷爆炸微观反应机理和化学抑爆机理提供借鉴。     

硝基苯精馏再沸器爆炸事故机理研究

笔者借助实验方法,对硝基苯精馏再沸器爆炸事故机理进行探讨。研究了再沸器中焦化物和焦油这两种主要介质的热爆炸敏感性,认为焦化物的热爆炸敏感性远远超过焦油;通过研究工艺过程,得出爆炸性焦化物是由液面的频繁波动、加热控制错误及可爆物含量升高等原因引起的,过程中可能存在的爆炸触发能量种类主要为氧化热、分解热或者摩擦、撞击能;进一步分析得出了再沸器爆炸事故的机理及爆炸事故的发展过程,认为在触发能作用下,首先是干燥的裸露焦化物被引爆,其产生的爆炸冲击能量可能进一步触发部分焦油,导致二次爆炸;最后根据分析得出的爆炸物形成原因及引爆能出现的条件提出了相应的安全对策措施。     

添加剂对CaCO_3固硫效果的影响

鉴于钙基固硫剂普遍存在固硫率低的情况,用CaCO3为主固硫剂,分别添加Na2CO3,MgO,Al2O3三种助剂,在ZCL型自动测硫仪上进行了不同温度、不同钙硫比(Ca/S)条件下的固硫试验。结果表明:Na2CO3对改善CaCO3的固硫效果最好,可以使固硫率提高42%;其次是Al2O3,MgO反而使固硫率下降。在此基础上,通过分析和研究,解释了添加剂的作用机理:Na2CO3能增加固硫反应活性,并能提高扩散控制阶段的固硫反应率;Al2O3可以降低固硫产物的分解率;MgO使反应控制阶段固硫反应的有效接触面积下降。     

Fenton反应处理活性皂青印染废水的实验研究

采用Fenton反应对活性皂青印染废水进行降解试验,考察了Fenton试剂摩尔比、硫酸亚铁和双氧水的投加量、pH值、反应温度等因素对印染废水色度去除率和COD去除率的影响,优化了Fenton反应降解活性皂青印染废水的适宜工艺条件。结果表明,在FeSO4/H2O2摩尔比为2∶3,废水pH值为5.0,反应温度为40℃的条件下,Fenton反应对活性皂青印染废水有很好的处理效果:印染废水色度去除率达到99.9%,COD去除率达到89.4%。     

高压脉冲放电处理含氰废水的影响因素探讨

焦化废水中含有大量的氰化物,必须采取有效措施进行去除,传统去除方法运行成本高、操作复杂,针对此问题,提出了用高压毫微秒脉冲产生的非平衡等离子体处理含氰废水的方法,对其影响因素pH值、放电时间、气流量、放电条件等进行了大量的实验研究。结果表明,当溶液初始pH值为9．09,放电2h,放电电压46kV时氰化物的去除率最高可达93．2％,氰化物的质量浓度可降至0．26mg／L。实验对比了放电与不放电氰化物的去除效果,结果表明相同条件下放电后氰化物的去除率大大提高,为焦化废水中氰化物的去除提出了一种新的方法。     

硝基苯微生物降解的优化条件研究

研究硝基苯初始浓度、pH值、重金属和NaCl浓度对硝基苯微生物降解的影响.从污染现场筛选、分离出8株硝基苯降解菌,进行无空列重复1次的正交试验,采用紫外分光光度计对降解体系中硝基苯含量进行快速检测.结果表明,硝基苯初始浓度、pH值、重金属和NaCl浓度均对硝基苯降解率有极显著影响,其影响程度依次为硝基苯初始浓度>pH值>NaCl浓度>重金属.硝基苯初始体积比为1 000 μL/L,pH值为8,NaCl质量浓度为50 mg/L,ZnCl2质量浓度为50 mg/L时,硝基苯降解率最高,为72.9%.硝基苯降解优化试验显著促进了硝基苯的微生物降解,可提高污染物的降解效率.