Fenton氧化技术修复六氯环己烷污染土壤特性研究

为研究六氯环己烷(HCHs)在污染土壤中的Fenton氧化特性及其影响因素,以中国西南地区已停产的某HCHs生产企业厂区的污染土壤为研究对象,分析Fenton氧化作用下Fenton氧化时间、催化剂种类、催化剂投加量和H_2O_2投加量等因素对HCHs去除率的影响。结果表明:(1)延长Fenton氧化时间可以促进HCHs的去除,其去除率在100min后达到稳定;Fe~(2+)的催化效率优于Fe~(3+)和Fe~0,最佳催化剂为FeSO_4·7H_2O晶体;催化剂投加量最佳为5%(质量分数);较高投加量的H_2O_2有利于产生更多的HO·,H_2O_2投加量最佳为20g/mL。(2)Fenton氧化对HCHs的去除机制具有一致性,但不同HCHs异构体的去除率存在差异。在以FeSO_4·7H_2O晶体为催化剂、Fenton氧化时间为100min、催化剂投加量为5%、H_2O_2投加量为20g/mL的最优条件下,β-HCH去除率最高(96.7%),α-HCH去除率次之(79.2%),γ-HCH和δ-HCH去除率分别为54.8%和51.3%。(3)Fenton氧化技术是一种优秀的HCHs污染土壤修复技术,具有较高的可行性、经济性和环境友好性,具有较大的HCHs污染场地原位修复应用前景。     

稠油高效降解菌的降解特性及其应用

以稠油为唯一碳源，对细菌B0501、B0505和B0510的降解特性进行了分析，结果表明3株菌对稠油的不同组分具有不同程度的降解能力，其中B0505对烷烃、B0510对芳香烃以及B0501对胶质和沥青质的去除率较高，分别为42.26%、35.30%和40.76%；混合菌协同作用强化了稠油组分的降解，3株菌株组合对烷烃、芳香烃以及胶质沥青质的降解率分别达到44.23%、38.56%和62.12%；微生物对稠油降解过程符合一级动力学方程，其中3株菌株组合对稠油降解的速率最快，半衰期(t_1/2)为5.36 d。将微生物应用于稠油废水处理实践，结果表明外源微生物的投加强化了废水中COD的去除率；GC-MS图谱及降解前后有机成分分析进一步佐证了微生物对稠油废水中有机成分的降解能力。     

Fenton氧化对制浆造纸废水分子量及可生化性变化的影响

以制浆造纸废水的初沉池出水为研究对象,对不同剂量的Fenton氧化试剂处理制浆造纸厂初沉废水的效果进行了研究,初沉废水中的分子量大于10 000的有机污染物含量占到83%,废水可生化性较差;在Fe2+与H2O2的摩尔比为1∶5,废水pH为3.5的条件下,H2O2(30%)投加量小于3.25 mL/L时,Fenton试剂的氧化效率更高;H2O2(30%)投加量为6.50 mL/L时,废水中污染物的去除率更高,其中废水COD的去除率为79.5%,AOX的去除率为75.3%,色度去除率为97.5%,同时处理后废水中分子量在500~3 000之间的有机物含量占到82.98%,废水的BOD5/COD值提高到0.56。Fenton氧化作为前置技术处理制浆造纸废水,可以降低废水中的有机物分子量,减少废水的生物毒性,增加废水生物降解性,有助于后续生物处理的正常运行。     

生物强化处理石油污染土壤理化性质和微生物学特性的纵向分布特征

采用原位强化生物修复技术对某区块石油污染土壤进行为期16个月的生物修复,考察了处置后污染土壤理化性质、微生物学特性以及石油烃组成的纵向分布特征。实验结果表明,经过修复后各土层的石油烃去除率是表层土IN-3(50.42%)中层土IN-2(23.54%)底层土IN-1(10.51%);IN-1处于缺氧环境,存在硫酸盐还原和反硝化作用,使得土壤pH值从7.86±0.03降低至7.27±0.03,土壤总氮从2.53±0.13 g/kg降低至0.77±0.04 g/kg;厌氧菌的种群数量是IN-1(10.43±0.71×104CFU/g)IN-3(6.74±0.39×104CFU/g)IN-2(5.15±0.42×104CFU/g),放线菌数量与石油烃含量显著负相关(r=-0.989,p=0.0110.05);IN-3对饱和份和芳香份的降解率最高,分别达到了70.27%和54.52%,远高于IN-2和IN-1;模拟蒸馏结果表明,IN-3正构烷烃得到了很大程度的去除,缺氧的IN-1对正构烷烃去除得较少;厌氧菌数量与胶质和沥青质去除率之间成正相关关系,对于污染源较为分散的污染区域,采用原位生物强化修复时可以考虑引入厌氧修复。     

含苯酚危险废物的改进型Fenton氧化处理研究

建立以EDTA钠铁作为催化剂的改进型Fenton氧化体系,研究改进型Fenton氧化处理含高浓度苯酚危险废物的影响因素、处理效果和控制参数。研究结果表明,针对含苯酚污染土壤的自配样,当EDTA钠铁投加量为2μmol/g,15%H2O2投加量为0.1 mL/g,体系含水率为33%左右,反应时间60 min时,苯酚(含量为2 mg/g)的氧化降解率可达90%以上,反应后的体系pH约为5.7,便于直接进行固化稳定化等后续处理。该处理过程较传统型Fenton体系温和、安全,且适用于中性pH的体系,可应用于高苯酚含量且以固相无机质为主体的危险废物的快速应急处理。     

稠油降解菌的筛选、鉴定与菌群构建

分别以烷烃、芳烃、胶质沥青质为唯一碳源,从稠油污染过的土壤里分离、筛选可培养的降解菌,将16株组合构建SL-16稠油降解菌群,通过室内摇瓶实验测得该菌群在最佳条件下对陈庄油田稠油降解率可达68%,其适宜的生长及降解温度为35～45℃,pH值为7.0～9.0,含盐量为4 000～14 000 mg/L,接种量为2%,稠油...     

化学氧化法治理焦化厂PAHs污染土壤

针对焦化类工业场地多环芳烃(PAHs)污染土壤治理问题,选取北京某焦化厂PAHs污染土壤,对其进行化学氧化修复治理的室内模拟研究,实验采用高锰酸钾、Fenton试剂、双氧水和过硫酸钠4种氧化剂,测试了氧化剂的土壤氧化剂需求量(SOD),分析了4种氧化剂对15种PAHs的氧化效果以及反应过程中土壤总PAHs浓度和土壤有机质含量(SOM)随反应时间的变化。结果表明,北京某焦化厂PAHs污染土壤过硫酸钠SOD低于高锰酸钾SOD;Fenton试剂和双氧水对PAHs的总去除率分别为59.53%和62.72%,且对三环PAHs的去除率较好,高锰酸钾对PAHs的总去除率为59.24%,对蒽和苯并(a)芘的去除效果较好,活化过硫酸钠对PAHs的总去除率为68.87%;土壤有机质可通过对PAHs的吸附影响氧化剂的处理效果。     

异位类Fenton化学氧化在多环芳烃污染场地修复中的应用

多环芳烃作为土壤的主要污染源之一,其修复技术的研究对土壤可持续利用具有重要的意义;但目前的研究主要基于室内小试实验,对具体修复技术在实际现场中的应用少有报道。基于上海青浦区西虹桥沈海高速东侧17-02污染场地的工程实践,结合室内实验,详细地介绍了原场异位类Fenton化学氧化修复多环芳烃污染土壤施工工艺。处理结果表明:以柠檬酸为催化助剂的类Fenton化学氧化能够有效地处理场地污染土壤中的苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽和茚并(1, 2, 3-cd)芘等超标污染物;修复后场地土壤各项物理指标相比修复前变化较小;同时,类Fenton氧化反应放热,修复过程中土壤微生物能够将有机柠檬酸快速降解,有效降低了化学氧化对土壤p H的影响。     

Fenton试剂氧化处理火炸药污染土壤淋洗液

采用Fenton试剂对火炸药污染土壤淋洗液进行氧化处理,研究了Fe SO4·7H2O投加量、H2O2投加量、初始pH、反应时间及温度对处理效果的影响,采用发光细菌发评价处理前后水样的急性毒性变化。结果表明,Fenton试剂氧化可有效去除火炸药污染土壤淋洗液的COD,当Fe SO4·7H2O投加量为8.0 g/L,H2O2投加量为64 m L/L,初始pH为3,反应时间120 min及反应温度30℃时,污染土壤淋洗液的COD由4 553.9 mg/L降至800.1 mg/L,COD去除率82.4%,COD的降解符合二级动力学模型。经Fenton氧化处理后,水样的急性毒性降低94.7%,B/C由0.007升至0.22,可生化性得到明显改善。     

二级Fenton氧化高浓度有机硅废水研究

采用二级Fenton氧化技术对可生化性差的高浓度有机硅废水进行处理,考察了不同因素对COD去除率的影响,对比了一级氧化和二级氧化的效果。结果表明对于COD为9 600 mg/L的高浓度有机硅废水,pH为3,[H2O2]/[Fe2+]=2∶1为最佳的反应条件,COD去除率随着H2O2的投加量的增大先增大而后减小,每200 mL水样中先投加20%的硫酸亚铁12 mL,然后分2次投加30%的H2O2各4 mL,氧化完成后调整pH值为7~8静止沉淀,COD去除率达89.2%。对于某绝缘电器厂的生产废水经二级Fenton氧化处理后,出水有机物浓度显著降低,可生化性提高,Fenton二级氧化可以作为高浓度有机硅废水的预处理工艺。     

Oxidation of a PAH polluted soil using modified Fenton reaction in unsaturated condition affects biological and physico-chemical properties

A batch experiment was conducted to assess the impact of chemical oxidation using modified Fenton reaction on PAH content and on physico-chemical and biological parameters of an industrial PAH contaminated soil in unsaturated condition. Two levels of oxidant (H₂O₂, 6 and 65 g kg⁻¹) and FeSO₄ were applied. Agronomic parameters, bacterial and fungal density, microbial activity, seed germination and ryegrass growth were assessed. Partial removal of PAHs (14% and 22%) was obtained with the addition of oxidant. The impact of chemical oxidation on PAH removal and soil physico-chemical and biological parameters differed depending on the level of reagent. The treatment with the highest concentration of oxidant decreased soil pH, cation exchange capacity and extractable phosphorus content. Bacterial, fungal, and PAH degrading bacteria densities were also lower in oxidized soil. However a rebound of microbial populations and an increased microbial activity in oxidized soil were measured after 5 weeks of incubation. Plant growth on soil treated by the highest level of oxidant was negatively affected.     

含吡啶有机废水物化预处理工艺

对含吡啶有机废水进行分类收集,分质处理,确定了蒸发脱盐-微电解-芬顿氧化预处理工艺路线。实验表明,蒸发脱盐阶段,pH值为5时,COD去除率达62.77%;微电解阶段,pH值为4、反应时间为2.5 h时,COD去除率达24.49%;Fenton试剂氧化阶段,pH值为4,30%H2O2投加量为3.5 ml/L,Fe2+与H2O2摩尔比为1∶20,反应时间为2.5 h时,COD去除率达30.41%。经预处理,废水B/C比从0.075上升至0.48,3种特征吡啶的去除率均达到95%以上。     

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)。     

Bioremediation of oil-contaminated soil using Candida catenulata and food waste

Even though petroleum-degrading microorganisms are widely distributed in soil and water, they may not be present in sufficient numbers to achieve contaminant remediation. In such cases, it may be useful to inoculate the polluted area with highly effective petroleum-degrading microbial strains to augment the exiting ones. In order to identify a microbial strain for bioaugmentation of oil-contaminated soil, we isolated a microbial strain with high emulsification and petroleum hydrocarbon degradation efficiency of diesel fuel in culture. The efficacy of the isolated microbial strain, identified as Candida catenulata CM1, was further evaluated during composting of a mixture containing 23% food waste and 77% diesel-contaminated soil including 2% (w/w) diesel. After 13 days of composting, 84% of the initial petroleum hydrocarbon was degraded in composting mixes containing a powdered form of CM1 (CM1-solid), compared with 48% of removal ratio in control reactor without inoculum. This finding suggests that CM1 is a viable microbial strain for bioremediation of oil-contaminated soil with food waste through composting processes.     

Fenton氧化法深度处理甲醛废水

采用Fenton氧化法深度处理经生化降解后的甲醛废水,结果表明,Fenton氧化法深度处理甲醛废水是可行的,在合适的反应条件下,降解初始COD为150 mg/L左右的甲醛废水,COD去除率达30%以上;Fe2+与H2O2的投加比例、投加量及投加方式、反应温度、pH、反应时间对处理效果都有不同程度的影响。     

Application of chemical oxidation to remediate HCH-contaminated soil under batch and flow through conditions

This is the first study describing the chemical oxidation of hexachlorocyclohexanes (HCHs) in contaminated soil under water saturated and unsaturated flow through conditions. Soil contaminated with β-HCH (45 mg kg^?1) and γ-HCH (lindane, 25 mg kg^?1) was sampled from former lindane waste storage site. Efficiency of following treatments was tested at circumneutral pH: H₂O₂ alone, H₂O₂/Fe^II, Na₂S₂O₈ alone, Na₂S₂O₈/Fe^II, and KMnO₄. Experimental conditions (oxidant dose, liquid/solid ratio, and soil granulometry) were first optimized in batch experiments. Obtained results revealed that increasing dose of H₂O₂ improved the oxidation efficiency while in Na₂S₂O₈ system, maximum HCHs were removed at 300 mM. However, oxidation efficiency was slightly improved by Fe^II-activation. Increasing the solid/liquid ratio decreased HCH removal in soil samples crushed to 500 μm while an opposite trend was observed for 2-mm samples. Dynamic column experiments showed that oxidation efficiency followed the order KMnO₄ > Na₂S₂O₈/Fe^II > Na₂S₂O₈ whatever the flow condition, whereas the removal extent declined at higher flow rate (e.g., ~50% by KMnO₄ at 0.5 mL/min as compared to ~30% at 2 mL/min). Both HCH removal and oxidant decomposition extents were found higher in saturated columns than the unsaturated ones. While no significant change in relative abundance of soil mineral constituents was observed before and after chemical oxidation, more than 60% of extractable organic matter was lost after chemical oxidation, thereby underscoring the non-selective behavior of chemical oxidation in soil. Due to the complexity of soil system, chemical oxidation has rarely been reported under flow through conditions, and therefore our findings will have promising implications in developing remediation techniques under dynamic conditions closer to field applications.     

Fenton氧化与铁炭微电解组合预处理DMF废水

对COD表征模拟废水中DMF去除率的可行性进行了探讨。在此基础上,分别对铁炭微电解、Fenton氧化-铁炭微电解和铁炭微电解-Fenton氧化组合工艺对DMF废水的处理效果进行分析,结果表明,Fenton氧化-铁炭微电解工艺的处理效果较好。在pH=5,反应时间为1 h,FeSO4·7H2O投加量为1 000 mg/L、H2O2投加量为2.67 mL/L和不曝气的最佳反应条件下,Fenton氧化-铁炭微电解工艺对实际废水和废液中COD的去除率分别达到66.67%和72.22%,从而验证了该工艺处理DMF废水的可行性。此外,Fenton氧化处理DMF废水过程实际上是将酰胺基团和羰基的不饱和双键氧化分解的过程。     

植物-微生物联合修复石油污染土壤的实验研究

筛选高效石油降解菌并考察菌株的石油降解能力,通过植物-微生物联合修复石油污染土壤室内实验,在修复过程中测定了土壤中细菌和固氮菌,碱解氮、速效磷和速效钾的含量变化,同时采用傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)考察了植物-微生物联合修复效果。结果表明,菌株3#、4#的生长适应性较强,其混合菌的降解效果最好,将其混合菌液与植物进行植物-微生物联合修复不同浓度的石油污染土壤,经过150 d的温室降解,最高降解率达到73.47%。ESI FT-ICR MS分析结果表明,与空白组相比,植物组的O1、O2和N1类等化合物相对丰度都发生了显著变化,石油污染物得到一定程度的生物降解。     

Fenton试剂法降解餐厨垃圾异味

自行设计Fenton试剂法降解还原性气体异味的反应器,研究了Fenton试剂法处理餐厨垃圾异味主要成分(苯、乙酸乙酯、苯乙烯)的降解效果。以苯为典型代表物,优化得出该实验的最佳反应条件为:pH=3,FeSO4.7H2O投加量为1 g/L液相,30%H2O2投加量为10 mL/L液相,紫外光源辅助。结果证明,Fenton试剂法处理单一异味气体的效果较理想,在前180 min内能达到90%以上,该法在处理气态异味污染物方面具有广阔的应用前景。