超重力环境下芬顿溶液氧化吸收NO的研究

NO的排放严重影响大气环境,其溶解度低不易被液相吸收。芬顿法产生的羟基自由基氧化性极强但寿命很短,超重力机具有混合速率快、液体停留时间短的特点,该文创新性地结合二者优势,对NO气体进行液相氧化吸收。分别研究了芬顿溶液pH值、浓度、H_2O_2与Fe~(2+)浓度比值、超重力机转速以及NO与芬顿溶液体积流量比等条件对NO脱除效果的影响。超重力机双进液口处即时混合H_2O_2与Fe~(2+)溶液,在1 400 r/min转速下使用pH=2,H_2O_2浓度0.2 mol/L,H_2O_2与Fe~(2+)浓度比为4的芬顿溶液对NO的脱除效果最优。当H_2O_2与Fe~(2+)液流量均为15 L/h,500×10-6 NO气流量为200 L/h时,NO的脱除效率可以达到75%。     

Mn~(2+)联合臭氧氧化技术脱除苯废气的研究

文章通过对Mn~(2+)联合臭氧氧化技术对苯脱除的试验,研究了臭氧初始浓度、入口苯浓度、Mn~(2+)浓度、pH值以及反应时间对苯的脱除效率的影响,并对结果进行相关分析。得出最佳的试验条件为苯初始浓度为100~200 mg/m~3,反应接触时间为9 s,臭氧初始浓度为8.45 mg/L,Mn~(2+)浓度为1 mmol/L,pH值为3。     

Fenton试剂液相催化氧化亚硝酸盐实验研究

氧化法烟气脱硝技术在超低排放背景下很有应用前景,解决氧化吸收后亚硝酸盐的水体二次污染问题有助于推广该技术。该文验证了碱液吸收NO_2后,亚硝酸盐生成机制。通过对比试验选定最佳NO_2~-检测方法。考察了Fenton试剂液相催化氧化NO_2~-效果。探讨了pH值、H_2O_2浓度、Fe~(2+)浓度、微波敏化等因素对NO_2~-转化效率的影响。结果显示:Fenton试剂能够氧化亚硝酸盐,其中pH值、H_2O_2浓度、Fe~(2+)浓度,以及是否施加微波等条件,是NO_2~-转化效率的重要影响因素。当NO_2~-的浓度为452.51 mg/L时,加入0.03 mol/L H_2O_2和3 mmol/L的Fe~(2+)与之反应(无微波及活性炭敏化条件),可使NO_2~-转化效率高达94.88%;pH值、H_2O_2浓度、Fe~(2+)浓度等是NO_2~-转化效率的重要影响因素,最佳p H值是3,H_2O_2浓度、Fe~(2+)浓度的增加可提高NO_2~-转化效率;微波可提高NO_2~-转化效率,施加微波可将NO_2~-转化效率从58.88%提高至68.89%,且活性炭的添加可强化微波敏化效果,其中果壳基活性炭强化效果优于椰壳基活性炭。     

超重力环境下活性氧簇氧化吸收一氧化氮的研究

为了减少工业排放氮氧化物(NOx)对大气造成的污染,需要去除难溶性的NO。活性氧簇(ROS)可以将NO氧化为水溶性NO_2,超重力机可以强化气液传质效果。结合二者的优势,文章提出了一种在超重力环境下利用ROS氧化去除NO的方法。研究了吸收液pH值、转速、温度、气液比、气体浓度、吸收液循环对NO脱除率的影响,并对吸收产物进行了测定。结果表明,在20℃,H_2O_2浓度为1 mol/L,H_2O_2溶液pH为13,超重力机转速为1 200 r/min时,NO的脱除效率最好。当NO体积浓度为500×10~(-6),气液比为100时,NO的脱除效率可达96%。NO最终变为NO_3~-存在于液相中,且该吸收液可以用于同步脱硫脱硝。     

过硫酸盐高级氧化工艺降解硝基苯

近来,高级氧化工艺被广泛应用到各种工业废水的处理中,并取得了较好的处理效果。实验以过硫酸钾作为氧化剂,二价铁离子作为催化剂,以石墨板作为电极,在通电的条件下研究该反应对目标污染物硝基苯的降解。并通过改变氧化剂的浓度、电压、pH值、电解质浓度、Fe~(2+)浓度等条件,以提高硝基苯的降解率。实验表明,当控制硝基苯浓度为100 mg/L,过硫酸钾浓度2 mmol/L,电压为5 V,电极间距为4 cm,pH值3.0,Na_2SO_4浓度0.05 mol/L,Fe~(2+)浓度2 mmol/L反应180 min后,硝基苯的降解率可达到80%。     

共存离子对ZVI/S.oneidensis还原U(Ⅵ)的影响研究

研究零价铁(ZVI)与奥奈达希瓦氏菌(S.oneidensis)协同还原去除水相中U(Ⅵ)时,共存离子Cr~(6+)、Fe~(3+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、NO_3~-和SO_4~(2-)分别存在时对U(Ⅵ)还原效果的影响。结果表明:溶液中共存的Cr~(6+)和溶解态的Fe~(3+)对ZVI与微生物协同还原U(Ⅵ)均存在显著的抑制作用,且当溶液中共存Cr~(6+)的含量超过10.0 mg/L时,U(Ⅵ)的还原几乎被完全抑制。在共存金属浓度为20 mg/L时,Cu~(2+)、Zn~(2+)对U(Ⅵ)的还原均具有抑制作用,且Cu~(2+)的影响大于Zn~(2+);Mn~(2+)对U(Ⅵ)的还原有微弱的促进作用。共存阴离子SO_4~(2-)对U(Ⅵ)的还原有微弱的促进作用,且作用大小与其浓度成正相关;在0.5~5.0 mmol/L浓度范围内,12 h时,共存阴离子NO_3~-对U(Ⅵ)的还原有明显的抑制作用。     

纳米Fe_3O_4负载聚苯胺对染料的协同催化降解

通过Hemin催化聚合苯胺工艺在纳米Fe_3O_4上负载导电聚合物聚苯胺(PANI),制备得到了具有高效催化活性的异相类Fenton反应用的催化剂PANI@Fe_3O_4.研究了PANI@Fe_3O_4/H_2O_2体系中罗丹明B(RhB)浓度、H_2O_2浓度、PANI@Fe_3O_4投加量、pH值以及·OH捕获剂对RhB降解的影响.结果表明,对于400mg/L的RhB溶液,当催化剂投加量为0.5g/L,H_2O_2浓度为0.04mol/L时,PANI@Fe_3O_4/H_2O_2可在pH3.75~12.0间达到98%以上的去除率,H_2O_2的利用率达到80%.将该体系对于初始COD为1715mg/L模拟混合染料废水,可去除70%的C0D,PANI@Fe_3O_4/H_2O_2体系适用pH值范围广,催化活性高,H_2O_2利用率高且水相中残留铁离子少.机理分析表明,在PANI@Fe_3O_4中PANI和纳米Fe_3O_4存在明显的协同效应,纳米Fe_3O_4部分溶解释放出Fe~(2+),并通过Fe~(3+)和Fe~(2+)间的快速电子转移补充催化所需Fe~(2+).PANI提供反应所需H~+,并通过与铁离子形成配位键而减少了铁离子释放到水相中.     

氯酸盐系列湿式氧化Hg~0的影响因子实验研究

采用湿式氧化方法,分别考察了次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠和高氯酸钠4种氯酸盐氧化剂,对模拟烟气中零价汞(Hg~0)氧化为二价汞(Hg~(2+))的影响。结果表明:氯酸盐吸收液浓度、pH、反应温度等参数对氧化剂氧化吸收Hg~0有明显影响。氯酸盐系列氧化剂对Hg~0氧化为Hg~(2+)的能力依次为NaClO_4>NaClO>NaClO_3>NaClO_2。在氧化剂浓度为4 mmol/L、反应温度为20℃、吸收液pH为2时,NaClO_4将Hg~0氧化为Hg~(2+)的氧化效率为92%,pH为6时,氧化效率为84%,即酸性条件影响氯酸盐系列对Hg~0的氧化能力,但氯酸盐系列对Hg~0具有更好的氧化能力与汞蒸气的初始浓度无明显关联。     

锰矿区受污染水体处理方法研究

以Mn~(2+)浓度为10 mg/L的配水来模拟锰矿区受污染水体,研究KMn O4预氧化与混凝组合工艺对Mn~(2+)的去除效果。考察了KMn O4投加量、预氧化时间、混凝剂种类、混凝剂投加量以及水力条件等因素对Mn~(2+)去除的影响,并得出最佳反应条件。在最佳反应条件下,Mn~(2+)的去除率可以达到99.9%。当Mn~(2+)浓度为10 mg/L时,KMnO_4的投加量为15 mg/L,该投加量仅为理论投加量的78.3%,这是因为生成的MnO_2对Mn~(2+)有吸附作用。对于初始Mn~(2+)浓度在4～14 mg/L范围内的水体,按照78.3%的当量投加,处理后的Mn~(2+)出水浓度均低于0.1 mg/L。当溶液p H在6～8.5之间变化时,溶液p H对Mn~(2+)的去除和浊度几乎没有影响。当配水浊度在0～50 NTU之间变化时,出水浊度均低于1.5 NTU。实验证明该方法对于实际受锰污染的水体同样有效。     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌介导的次生铁矿物形成的影响因素分析

酸性矿山废水(AMD)具有酸度高并含有大量可溶性Fe、硫酸根及重(类)金属的特点,采用生物矿化法促使AMD中Fe向羟基硫酸铁次生矿物转变,对AMD后期石灰中和减少氢氧化铁和废石膏的产生,提高中和效率具有实际意义.本研究模拟AMD,考察了初始pH、Fe~(2+)浓度、Fe/Na摩尔比对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)体系中Fe~(2+)氧化率、总Fe沉淀率、次生铁矿物矿相的影响.结果表明,高浓度Na~+会抑制A.ferrooxidans的氧化能力,当Na~+浓度在A.ferrooxidans耐受范围内时,其不影响Fe~(2+)氧化及总Fe沉淀去除效果,表现在160、80、20 mmol·L~(-1)的Fe~(2+)分别在72、48、48 h内被完全氧化,培养至终点时平均总Fe沉淀率分别为20.04%、16.43%、0.99%.此外,在Fe~(2+)浓度为160mmol·L~(-1)体系中,当Fe/Na摩尔比为1.0、2.0时,pH为2.0~2.6时获得次生铁矿物均为纯净施氏矿物.而当Fe/Na摩尔比降至0.5时,次生铁矿物的合成途径开始向黄钠铁矾转移,且其特征衍射峰随着Na~+浓度提高而愈加显著.本研究结果可为生物合成次生铁矿物工艺的优化及其在AMD治理领域的有效应用提供必要的参数支撑.     

δ-MnO2/沸石纳米复合材料同时去除地下水中的铁锰氨氮

以天然沸石颗粒、高锰酸钾、硫酸锰为原料,通过常温氧化还原沉淀法制备δ-MnO_2/沸石纳米复合材料,用于同时去除地下水中铁锰氨氮.扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、Zeta电位、红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征负载锰氧化物和吸附离子的存在形态,探讨δ-MnO_2/沸石对Fe~(2+)、Mn~(2+)和NH_4~+-N的吸附机制.通过静态无/低氧水处理实验研究了δ-MnO_2/沸石对Fe~(2+)、Mn~(2+)和NH_4~+-N的吸附性能.结果表明,沸石表面负载的锰氧化物为δ-MnO_2;复合材料对3种离子的吸附符合准二级动力学,吸附等温曲线符合Langmuir模型,最大饱和吸附容量可分别达到215. 1、23. 6和7. 64mg·g-1;水中氨氮去除机制是沸石对NH_4~+的优先选择性离子交换吸附;水中Fe~(2+)和Mn~(2+)的去除是沸石颗粒表面负载δ-MnO_2的吸附和催化氧化作用.研究表明δ-MnO_2/沸石纳米复合材料可以作为一种高效吸附剂同时去除水中的Fe~(2+)、Mn~(2+)和NH_4~+-N离子.     

均相Fenton氧化降解苯甲酸废水的研究

采用均相Fenton高级氧化技术对苯甲酸废水进行降解,考察了p H值、H2O2投加量、Fe~(2+)的用量、苯甲酸溶液的初始浓度等因素对苯甲酸降解的影响。结果表明:在室温条件下,最佳初始pH=3,H_2O_2最佳的经济投加量(Qth)为12.3 mmol/L,Fe~(2+)最佳投加量为0.41 mmol/L(即c(H_2O_2)∶c(Fe~(2+))=30∶1);经60 min反应后,100 mg/L苯甲酸基本可完全去除,TOC去除率也可达41.9%以上;当苯甲酸浓度为200 mg/L时,TOC去除率最大,可达45.4%;当苯甲酸浓度高于200 mg/L时,可以采取分批投加H_2O_2的方式以获得较高的去除率。     

Fenton试剂氧化去除土壤洗脱液中DDTs的研究

以表面活性剂Tween80对DDTs污染土壤的洗脱液为目标,研究了Fenton试剂对洗脱液中DDTs的氧化去除效果及影响因素。结果表明,对于浓度为50 mg/kg的DDTs的单一污染土壤,Tween80显示出较好的洗脱效果,2.0 g/L的Tween80对DDTs的洗脱率可达到30%以上。Fenton试剂可以有效处理DDTs污染土壤的洗脱液,Fe~(2+)浓度、H_2O_2添加量、pH值、温度以及反应时间均对DDTs的去除率产生一定的影响。综合考虑处理效率与处理成本,其最佳反应条件为:Fe~(2+)浓度为20 mmol/L,H_2O_2添加量为10 mL/L,pH值为3,温度为30℃,反应时间为30 min,该条件下单一污染土壤洗脱液中DDTs的去除率均达到70%以上;对于DDTs复合污染土壤的洗脱液,该条件下Fenton试剂对DDTs的总去除率可达到50.2%。研究结果表明利用Fenton试剂氧化处理DDTs污染土壤洗脱液是可行的。     

超痕量锰的催化光度法测定

催化动力学法测定痕量锰,已有报道。经实验表明,在氨三乙酸活化作用下,Mn~(2+)对高碘酸钾氧化耐尔蓝的褪色反应,具有强烈的催化作用。因而,可以间接测定Mn~(2+)。其间接摩尔吸光系数为6.0×10~6L·mol~(-1)·cm~(-1);检测限为0.05mg/l。本法用于测定地下水、地面水中的Mn~(2+)及环境标准样品,均获得满意结果。实验部分一、仪器及试剂 (一)仪器 721型分光光度计; DMS-200uv分光光度计,美国瓦里安公司生产; 恒温器及秒表等。 (二)试剂 Mn~(2+)标准溶液将浓度为0.5mg/ml标准贮备液,逐渐稀释成Mn~(2+)浓度为0.01μg/ml的标准使用液; pH5.0的醋酸——醋酸钠缓冲溶液;     

羟胺强化亚铁活化过硫酸盐降解对乙酰氨基酚的研究

采用羟胺(HA)强化Fe~(2+)/过硫酸盐(PS)体系降解对乙酰氨基酚(ACT),考察了Fe~(2+)、PS、HA投加浓度以及反应初始pH值对ACT降解效果的影响.结果表明,在反应时间为30 min,亚铁浓度为0.05 mmol·L~(-1), PS浓度为0.8 mmol·L~(-1)和初始pH为3.0的条件下,0.5 mmol·L~(-1) HA可将ACT的去除率从13%提高到90%.适量增加Fe~(2+)或HA浓度可以提高ACT的降解率,但是过高的Fe~(2+)和HA浓度会抑制ACT的降解.ACT的降解率随着PS浓度升高而提升,当PS浓度达到1.2 mmol·L~(-1)时,30 min内ACT几乎可以完全降解.ACT的降解效果随着pH的升高而降低.EPR实验表明Fe~(2+)/PS/HA体系中主要的自由基是SO■和HO~·.Na_2SO_3、NaNO_2和Na_2S_2O_3等常见的还原剂均能够强化Fe~(2+)/PS体系对ACT的降解效果,但是其对Fe~(2+)/PS体系的强化效果均比HA低.     

酸性矿井水中和—絮凝沉淀除铁试验研究

为使酸性矿井水总铁浓度达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类要求,将中和沉淀与絮凝工艺相结合,分析了CaO、NaOH、PAC等药剂投加量对处理效果的影响。结果表明:在原水总铁浓度为466 mg/L、Fe~(2+)浓度为15.6 mg/L、pH=3.04的条件下达到同等除铁效果,采用CaO作为中和剂的投加量少于NaOH;在单独投加1 200 mg/L CaO的情况下,pH达到7.43,总铁及Fe~(2+)浓度分别降至5.7 mg/L和0.06 mg/L,总铁去除率达到98.8%;选用CaO投加量为1 000mg/L情况下的中和沉淀上清液(pH=6.26)进行絮凝强化处理,当PAC和PAM投加量分别为30mg/L和0.2 mg/L时,总铁浓度由11.8 mg/L降至0.28 mg/L。     

Fenton法氧化脱除烟气中NO的影响因素的实验研究

在自制反应器中,研究了烟气温度、Fenton试剂温度、初始p H值、NO初始浓度、烟气流量、n(Fe~(2+))/n(H_2O_2)和溶液中Cl~-等对Fenton法氧化脱除NO的影响。从单因素不同取值带来的NO氧化率的波动幅度来看,烟气流量对NO的氧化效率影响最为显著,试剂温度、NO初始浓度和n(Fe~(2+))/n(H_2O_2)的影响次之,而烟气温度和初始p H值影响较小。分别选取烟气温度为70℃,Fenton试剂温度为25℃,烟气流量为400~600 m L/min,NO初始浓度为982 mg/m~3,初始p H值为3,以及n(Fe~(2+))/n(H_2O_2)为0.05∶1时,对应的NO氧化效率较好。而溶液中Cl~-的存在,则会降低NO的氧化效率。此外,以原位滴加方式获得的Fenton体系,有效提高了寿命极短的(·OH)自由基的产出率和利用率,从而提高了NO的氧化效率。     

高锰酸钾氧化-吸附去除水中Mn~(2+)的机理初步研究

文章研究了高锰酸钾氧化-吸附去除饮用水中Mn~(2+)的相关机理,考察了高锰酸钾氧化Mn~(2+)的产物新生态水合MnO_2对Mn~(2+)的吸附效能以及吸附前后体系p H的变化,并且对MnO_2的界面特性及结构形貌进行了表征。结果表明,体系中Mn~(2+)的平衡浓度在50 mg/L时,新生态水合MnO_2对Mn~(2+)的吸附量为1.46 g/g,静态吸附24 h后溶液p H从7.40降至3.74。XPS光电子能谱以及FTIR傅里叶红外光谱数据表明新生态水合MnO_2主要通过配位吸附实现对Mn~(2+)的去除。SEM显示新生态水合MnO_2为不均的准球形,表面富有皱褶,其比表面积可达214.6 m~2/g,吸附后样品表面光滑整齐。高锰酸钾对Mn~(2+)的氧化和MnO_2的吸附作用是Mn~(2+)从水中去除的原因。     

Fe/Zn-TMS体系吸收去除催化裂化干气中H2S的性能

本研究采用FeCl3·6H2O、ZnCl2和环丁砜(TMS)复配形成的Fe/Zn-TMS体系脱除催化裂化(FCC)干气中的H2S,并用30%H2O2氧化再生Fe/Zn-TMS体系.同时,研究了各活性成分比例、吸收液体积浓度、吸收液pH值等对脱硫效率的影响,以及H2O2用量、吸收富液pH值对Fe2+氧化率的影响.结果表明,n(FeCl3·6H2O)∶n(ZnCl2)∶n(TMS)为0.45∶0.55∶1,吸收液pH为0.75,体积浓度(W)为50%的条件下能长时间高效脱硫,最高脱硫率达99.9%;在n(Fe2+)∶n(H2O2)为2∶1,吸收富液pH为0.65的条件下,Fe2+氧化率达96.7%.体系可循环使用3次,且能耗低、操作简单.     

过氧化氢加Fe~(3+)作催化剂处理含酚废水的研究

采用H_2O_2/Fe~(3+)对合酚废水进行了催化氧化的研究。对于溶液pH值、过氧化氢浓度、铁离子浓度与酚、COD、TOC去除的关系作了探讨。结果表明,在酸性pH值范围内,Fe~(3+)作催化剂可获得不低于Fe~(2+)作催化剂时的催化活性,对酚、COD和TOC都有较好的去除率。而在初始pH=7时,Fe~(3+)作催化剂的反应活性明显降低。自动连续控制溶液pH=7.0±0.2时,无论是高铁或低铁离子都大幅度降低其反应活性。同时也证实,低浓度铁离子不论是Fe~(3+)或Fe~(2+)也都降低其催化反应活性。