O_3/H_2O_2协同氧化石油化工行业反渗透浓水

采用O_3/H_2O_2协同氧化处理石油化工行业反渗透浓水,考察了反应时间、初始pH、H_2O_2投加量和H_2O_2投加方式对O_3/H_2O_2协同氧化反渗透浓水的影响。结果表明,在初始pH为6.49、H_2O_2投加量为80mg/L、分4次平均投加(开始时投加1次,之后每隔10min投加1次)、反应时间为35min的最优化条件下,处理后的反渗透浓水COD、BOD5、总有机碳(TOC)质量浓度分别降低至48.9、10.2、25.70mg/L,均达到《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571—2015)的直接排放标准。COD、UV254、TOC的去除率分别达到83.4%、68.0%、88.3%。     

UV/Fenton法处理EDTA-Cu-Ni络合废水

为了探索络合态重金属废水的处理方法,采用UV/Fenton氧化技术处理EDTA-Cu-Ni模拟废水,主要研究了Fe~(2+)投加量、H_2O_2投加量、初始pH和UV光照时间等因素对COD、Cu~(2+)和Ni~(2+)去除效果的影响及机理。结果表明,随着Fe~(2+)和H_2O_2投加量以及初始pH的升高,COD、Ni~(2+)的去除率先升后降,Cu~(2+)的去除率则在升高后趋于稳定;随着UV光照时间的增加,COD、Cu~(2+)、Ni~(2+)去除效率均呈上升趋势并逐渐达到平衡。结合成本和效率考虑,得出最佳处理条件为:Fe~(2+)投加量为10 mmol·L-1,H_2O_2投药量为600 mmol·L~(-1),反应初始pH为3.0,UV光照时间为120 min。在UV/Fenton体系中,UV光照能增强Fenton反应的去除效率,异丙醇对反应的抑制说明羟基自由基在处理过程中是重要的活性物种。     

UV/H_2O_2工艺降解典型消炎药布洛芬影响因素和降解机理

布洛芬是一种典型药物和个人护理用品(PPCPs),大量生产和广泛使用给环境带来了一定危害。基于响应面方法,采用UV/H_2O_2工艺降解布洛芬(IB),对降解过程中的影响因素(光强、H_2O_2投加量、初始IB浓度)进行了探讨,构建响应面模型。优化的最佳反应条件为:H_2O_2投加量0.10 mol·L~(-1)、初始IB浓度5.00 mg·L~(-1)、UV光强1 400μW·cm~(-2),预测和实验IB以及反应动力学速率常数接近,说明响应面模型能够有效描述UV/H_2O_2降解反应过程。同时用离子阱质谱仪鉴定出IB羟基加成物、4-乙基苯酚、对异丁基苯甲酸等降解中间产物,其中IB羟基加成物的细胞毒性大于IB本身,最后提出降解机理。本研究为UV/H_2O_2工艺降解典型消炎药类污染物提供技术参考。     

臭氧光催化降解水中甲醛的研究

研究比较了3种光化学方法对水中低浓度甲醛的降解效果,考察了初始pH值、甲醛浓度和臭氧投加速率等因素对臭氧光催化(TiO_2/UV/O_3)降解甲醛的影响。结果表明,紫外臭氧(UV/O_3)、光催化(TiO_2/UV)和TiO_2/UV/O_3对甲醛的降解均符合表观一级反应动力学,TiO_2/UV/O_3降解甲醛的一级表观速率常数大于TiO_2/UV与UV/O_3之和,说明臭氧、光催化有明显的协同作用。pH值对臭氧光催化降解甲醛的速率几乎没有影响;甲醛初始浓度增加,表观反应速率常数下降,但甲醛的绝对去除量仍随初始浓度的增加而显著增加;臭氧投加速率增加,降解速率增加。甲醛降解的主要中间产物为甲酸,但甲酸在臭氧光催化反应过程中也快速降解而被矿化,说明臭氧光催化是一种能安全有效去除甲醛的方法。     

O_3/H_2O_2体系氧化抗生素废水的实验研究

研究了O_3/H_2O_2体系催化氧化处理抗生素废水的效果。对比了O_3/H_2O_2与O_3氧化体系对抗生素废水的处理效果,并考察和优化了反应时间、初始pH、H_2O_2投加量及O_3气体流量等因素的影响。结果表明:O_3/H_2O_2体系氧化抗生素废水的最佳运行参数为反应时间40 min、初始pH9.0、H_2O_2投加量60mg/L、O_3流量450mL/min。在最佳实验条件下,COD由102.0mg/L降低至32.5mg/L,去除率为68.1%,废水色度及浊度的去除率分别为98.8%、42.3%,综合处理效果优于O_3氧化技术。     

O_3及O_3/H_2O_2降解四溴荧光素的效果研究

采用O_3及O_3/H_2O_2降解四溴荧光素,考察四溴荧光素初始浓度,O_3相对投加量以及H_2O_2投加量对四溴荧光素降解效果的影响。结果表明:O_3及O_3/H_2O_2降解四溴荧光素的过程均符合一级反应动力学方程;O_3降解四溴荧光素时,设置O_3流量为3.18g/h,四溴荧光素初始质量浓度为10、50、100mg/L,降解10min后四溴荧光素降解率均达到93%以上;O_3相对投加量增大,四溴荧光素降解率升高,但O_3利用率降低;O_3/H_2O_2降解四溴荧光素能增大四溴荧光素降解率,却降低了四溴荧光素降解速率。     

超声—紫外协同催化降解废水中■的研究

选择纳米TiO_2为催化剂,研究超声—紫外协同催化降解■的效果。考察了不同TiO_2类型、TiO_2投加量、H_2O_2投加量、超声频率、超声强度、溶液初始pH和■初始浓度等因素对■降解率的影响,并对协同催化降解的机制进行了探讨。结果表明,不同类型TiO_2对■的降解效果为P25型TiO_2锐钛矿型TiO_2金红石型TiO_2。在■初始质量浓度为5 mg/L、P25型TiO_2投加量为0.06g/L、H_2O_2投加量为60mmol/L、超声频率为80kHz、超声强度为0.300W/cm~2、溶液初始pH为3.0的条件下,反应10min时超声—紫外协同催化对■的降解率最高可达98.26%。超声和紫外光对■的降解具有协同促进效应,其协同因子为2.08。机制分析表明,超声—紫外协同催化降解■的机制是以·OH为主要自由基的高级氧化作用,1,3-二苯丙烷和对苯基苯酚为主要中间产物。     

Fe/C微电解耦合H_2O_2氧化处理页岩气钻井废水

采用Fe/C微电解耦合H_2O_2工艺对经复合混凝处理后的某页岩气井钻井废水进行处理,考察了Fe/C质量比、Fe/C投加量、溶液pH值、气水比、H_2O_2(30%)投加量和反应时间对COD去除率的影响。结果表明,耦合工艺最佳实验条件为Fe/C质量比1∶1、Fe/C投加量500 g·L-1、溶液pH值2.5、气水比20∶1、H_2O_2(30%)投加量6 m L·L-1、反应时间120 min。最佳工艺条件下,页岩气钻井废水经处理后,出水COD质量浓度为89.54 mg·L~(-1),去除率达到81.60%。     

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。     

TiO_2光催化耦合SO_4~-·体系对硝基苯酚的降解性能及动力学

利用溶胶-凝胶法在改性的ZSM-5分子筛上负载TiO_2制备复合光催化剂TiO_2/ZSM-5m,采用扫描电镜、N2吸附-脱附等温线和X射线衍射对材料进行表征。通过耦合Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)产硫酸根自由基SO_4~-·体系,以对硝基苯酚(pNP)为目标污染物,系统考察了初始pH、TiO_2/ZSM-5m投加量、FeSO_4、Na_2S_2O_8浓度和初始浓度对pNP降解性能的影响。结果表明,在TiO_2/ZSM-5_m投加量为0.8g/L,pH为4.0,FeSO_4为0.4g/L,Na_2S_2O_8为2.4g/L,常温下反应240min的优化条件下,对pNP(初始浓度50mg/L)去除率达到99.31%,光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood模型,UV-vis图谱推测对硝基苯酚分子结构发生改变,被有效降解。     

UV/H_2O_2协同光降解处理酒石酸镍废水

含镍电镀废水中酒石酸的存在,使得废水中总镍无法通过化学沉淀法去除,无法满足达标排放要求。采用UV/H_2O_2光降解法处理酒石酸镍体系废水,考察了不同反应p H值、过氧化氢投加量、光照时间对酒石酸镍体系络合废水的处理效果。实验结果表明:UV/H_2O_2法对酒石酸镍体系废水有很好的协同处理效果,光降解过程呈拟一级动力学过程;优化的酒石酸镍废水处理工艺为反应p H值3.0,30%过氧化氢投加量2 m L·L~(-1),15 W功率紫外灯光照下反应120 min,在优化的工艺条件下,采用化学沉淀法去除水中镍,处理后电镀废水中总镍可满足《电镀污染物排放标准》(GB 21900-2008)中0.5 mg·L~(-1)要求。     

紫外光/H_2O_2对氯化消毒副产物三溴甲烷、二溴一氯甲烷的去除效果

研究了紫外光/H_2O_2去除两种氯化消毒副产物(DBPs)三溴甲烷和二溴一氯甲烷的影响因素。结果表明,三溴甲烷去除的最佳反应时间略小于二溴一氯甲烷的最佳反应时间。在有效反应时间内,两种DBPs的初始浓度对去除率影响较大,三溴甲烷的初始质量浓度为115.00μg/L时,其去除率可达到最大为96.00%,二溴一氯甲烷去除率在初始质量浓度为156.00μg/L时可达到最大为97.97%。其他反应条件也会对两种DBPs的去除率产生一定影响。随着H_2O_2投加量的增加,三溴甲烷和二溴一氯甲烷的去除率呈现先增加后降低的趋势;两种DBPs的去除率随着紫外光功率的增加而出现增加趋势;初始pH在5.00~9.00内变化时,不会对两种DBPs的去除率产生显著影响。     

紫外-Fenton法处理高盐有机废水

以某电镀厂水回用系统产生的高盐有机废水为对象,对比研究了Fenton、UV-Fenton等工艺去除COD性能,考察了初始p H、H_2O_2投加量、Fe2+与H_2O_2摩尔比、反应时间等参数对处理效果的影响。结果表明:UV-Fenton工艺的最佳条件为初始p H=3.0,H_2O_2的投加量3 mmol/L,RFe2+∶H_2O_2=1∶1,反应时间30 min;在此条件下,COD去除率可达到60%以上,分别较Fenton和UV-H_2O_2工艺提高23.0%和39.3%。UV-Fenton工艺中,Fenton与UV表现出良好的协同效果,其处理效果较单独Fenton和单独UV处理效果之和高14.7%。UV的引入促进Fe(II)/Fe(Ⅲ)循环,可以提高·OH生成量以及Fe2+与H_2O_2利用率。UV-Fenton是处理高盐有机废水的可行工艺之一。     

O_3/H_2O_2体系降解水中青霉素G的效能及其降解机理

为探讨O_3/H_2O_2体系降解水中青霉素G(PCN)的效能及其降解机理,分别考察了在降解过程中pH、O_3投加量和H_2O_2投加量对PCN和COD去除效果的影响,通过实验数据得出了PCN降解动力学方程;并采用傅里叶红外光谱和液相色谱-质谱联用分析探讨了PCN在O_3氧化过程中的中间产物变化及其降解规律。结果表明:在初始ρ(PCN)为25 mg·L~(-1)、pH=10、O_3投加量为1.48_(g·)L~(-1)、H_2O_2投加量为7.84 mmol·L~(-1)、温度为20℃的条件下,反应10 min后PCN可全部被降解,反应3h后COD的去除率达到71.9%;O_3的反应级数为0.697 3,在降解过程中,O_3初始浓度对反应速率的影响最大;反应活化能为E_a=27.59 kJ·mol~(-1)该反应活化能较低,说明此反应容易发生;经氧化降解后,PCN的抑菌结构被破坏,并且产物中可能含有羧酸类和胺类化合物。以上研究结果对解决水体中PCN污染问题具有参考价值。     

UV/Fenton法降解油田污水聚丙烯酰胺的动力学研究

研究了聚丙烯酰胺初始浓度、Fe~(2+)浓度、H_2O_2浓度、UV功率、pH、温度等因素影响下,UV/Fenton体系降解聚丙烯酰胺的反应动力学模型。结果表明,UV/Fenton体系降解聚丙烯酰胺符合一级动力学,并根据油田污水水质现状,提出UV/Fenton法在油田实际应用中应重点考虑Fe~(2+)浓度、H_2O_2浓度、UV功率的影响,设计适宜的污水处理工艺参数。     

O_3/H_2O_2组合工艺深度处理垃圾渗滤液的试验研究

采用O_3/H_2O_2组合工艺对垃圾渗滤液二级出水进行深度处理,比较了单独O3工艺、单独H2O2工艺和O_3/H_2O_2组合工艺的处理效果,研究了反应时间、pH和H2O2投加量对O_3/H_2O_2组合工艺处理效果的影响。结果表明,采用O_3/H_2O_2组合工艺时,在反应时间为30min、pH为8.0、H2O2投加量为1.0g/L的条件下,处理效果最佳,COD、UV254和色度去除率分别达到69.9%、74.5%、91.0%。经O_3/H_2O_2组合工艺处理后,垃圾渗滤液的可生化性也大幅度提高。     

Fe-Mn/γ-Al2O3催化O3-H2O2协同氧化间甲酚

为提高臭氧氧化法对难降解有机污染物的降解效率,采用在催化臭氧氧化体系中引入H_2O_2的方法,建立催化O_3-H_2O_2联合氧化体系,使O_3与H_2O_2在体系中起协同作用。采用等体积浸渍法筛选制备了具有高催化性能的Fe-Mn/γ-Al_2O_3催化剂,应用于O_3/Fe-Mn/γ-Al_2O_3/H_2O_2复合体系协同催化臭氧氧化处理间甲酚模型废水。通过扫描电子显微镜(SEM)、物理吸附、X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线光电子波谱(XPS)对催化剂的物理化学性质进行表征。考察了O_3投加量、H_2O_2投加量、初始pH、空速等因素对Fe-Mn/γ-Al_2O_3催化O_3-H_2O_2氧化间甲酚处理效果的影响,并采用GC-MS和LC-OCD,对Fe-Mn/γ-Al_2O_3催化O_3-H_2O_2氧化间甲酚的中间产物的类型及相对分子质量进行分析。结果表明,当以Fe-Mn/γ-Al_2O_3为催化剂时,协同催化氧化体系的最优处理参数为:间甲酚浓度100 mg·L~(-1),O_3投加量481 mg·L~(-1),反应时间10 min,空速6 h~(-1),H_2O_2投加量211 mg·L~(-1),进水pH 6.7。在此条件下,TOC去除率可达68.37%,间甲酚转化率可达100%。以上研究结果可为2种技术联用降解煤化工废水提供参考。     

玉米深加工废水的混凝实验

在室温条件下,分别选用聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)及三氯化铁(FeCl3)对玉米深加工废水进行混凝实验。综合考虑各种混凝剂对磷、COD以及SS的去除效果,最终选取PAC作为混凝剂。采用PAC和聚丙烯酰胺(PAM)作为复合混凝剂,对其去除效果做进一步研究,并确定了最佳投加量及pH值。实验结果表明,在PAC投加量25mg/L,PAM投加量0.5 mg/L,pH为8条件下,混凝效果最佳。磷、COD、SS去除率可分别达到90.1%、53.3%和88.2%,对应的出水质量浓度分别为0.41、26.8和2 mg/L。     

UV/H_2O_2降解水中磺胺嘧啶影响因素及机理

利用UV/H_2O_2光氧化反应器降解水中的磺胺嘧啶,考察了H_2O_2投量、pH值、紫外功率等因素对去除效果的影响,同时对反应动力学及降解产物进行了分析。结果表明,在紫外辐照与H_2O_2氧化共同作用下,UV/H_2O_2降解水中磺胺嘧啶效果显著,去除率达90%以上,其降解过程符合一级反应动力学模型(R2=0.991 2)。H_2O_2投量与磺胺嘧啶降解速率常数具有良好的线性关系,H_2O_2投量由0.03增大至1.50 mmol·L-1,反应速率常数由0.048 2增大至0.359 9 min-1;同时,随着紫外灯功率由5增大至15 W,反应速率常数由0.066 2增大至0.163 1 min-1;随着初始磺胺嘧啶浓度由0.02增加至0.08 mmol·L-1,反应速率常数由0.251 7逐渐降低至0.046 8 min-1;pH由3.0升高至7.0,反应速率常数由0.070 2增大至0.102 3 min-1,当pH继续增大时,反应速率常数反而降低。根据液相色谱/质谱(LC/MS)对中间产物分析,UV/H_2O_2降解磺胺嘧啶生成质荷比(m/z)为173、186和200的对氨基苯磺酸等中间产物,推测S—N键和C—N键被打开,这些中间产物可进一步被降解,但TOC去除率仅为7%,表明磺胺嘧啶仅部分被矿化。UV/H_2O_2工艺处理磺胺嘧啶的电能效率(EEO)采用每一对数减少级电能输入进行评价,优化条件下电能效率为0.078 k Wh·m-3,可为实际工程应用提供参考。     

O_3/H_2O_2工艺深度处理污水处理厂尾水中有色可溶性有机物研究

污水处理厂尾水中残留有色可溶性有机物(CDOM)直接排放会对环境产生一定影响。使用O_3/H_2O_2工艺深度处理尾水,基于三维荧光光谱,考察反应时间、初始pH、O_3流量、H_2O_2投加量等对尾水中CDOM的去除效果。研究表明,从尾水CDOM中提取出3个有效荧光组分,其中荧光组分C1和C2为腐殖质类物质,荧光组分C3为蛋白类物质,各工艺条件对荧光组分的去除影响显著,蛋白类物质比腐殖质类物质更容易去除。O_3/H_2O_2工艺能够有效去除尾水中CDOM的荧光组分,可为尾水深度处理提供技术参考。