臭氧氧化处理页岩气钻井废水的机理与动力学

采用臭氧氧化法处理页岩气钻井废水经混凝沉淀后的出水(COD=759.63 mg/L),重点研究了废水中有机污染物的去除机理与反应动力学。实验结果表明:在废水pH为11.2、臭氧通入量为8 mg/min、反应时间为50 min的最佳工艺条件下,废水的COD去除率为42.51%;羟基自由基抑制剂CO_3~(2-)、HCO_3~-和叔丁醇的引入抑制了废水COD的臭氧氧化去除,尤其是叔丁醇的加入使COD去除率显著下降,说明废水中有机物的臭氧氧化去除过程遵循羟基自由基机理;臭氧氧化法对钻井废水中有机物的氧化去除过程符合表观二级反应动力学规律。     

臭氧氧化处理化工污水厂尾水

采用臭氧氧化工艺处理某化工污水厂尾水,考察了臭氧投加量对废水处理效果的影响,并进行了反应动力学研究。实验结果表明,最佳臭氧投加量为67 mg/L,在此条件下,处理后废水的COD去除率为19%,色度去除率为90%,UV254去除率为79%,BOD5/COD为0.11。反应动力学分析结果表明:臭氧氧化去除废水COD的反应适合采用二级反应动力学进行拟合,二级反应动力学方程为y=0.000 1x+0.000 3,相关系数为0.938 5;臭氧氧化去除废水色度的反应更适合采用一级反应动力学进行拟合,一级反应动力学方程为y=0.105 0x-0.018 4,相关系数为0.990 3。     

椰壳基活性炭负载过渡金属催化臭氧氧化降解对氯苯甲酸

以椰壳基活性炭(AC)负载过渡金属制备催化剂,考察了该催化剂催化臭氧氧化对氯苯甲酸(p-CBA)的性能。当Ni(NO3)2浓度为0.050mol/L、臭氧加入量为50mg/h时,制备的Ni/AC催化剂催化臭氧氧化p-CBA的效果最佳,反应30min时,p-CBA被完全去除。Ni/AC催化剂重复使用6次后仍具有较好的活性,p-CBA去除率为99%,TOC去除率为90%～94%。这表明Ni/AC催化剂具有较高的稳定性。     

活性炭负载铈催化剂的制备及其催化性能

采用浸渍法以活性炭(AC)为载体负载CeO2制备了Ce/AC催化剂,考察了AC材质和Ce负载量(Ce与AC的质量比,下同)对Ce/AC催化剂催化臭氧氧化邻苯二甲酸二甲酯(DMP)效果的影响.实验结果表明,以椰壳AC为载体的催化剂催化性能好,Ce的最佳负载量为0.2%.Ce/AC催化剂催化臭氧氧化DMP 60 min后,DMP去除率达99%,TOC去除率达68%;Ce/AC催化剂催化臭氧氧化对氯苯甲酸(P-CBA)60 min后,P-CBA去除率达94%,TOC去除率达64%,均明显好于以AC为催化剂催化臭氧氧化和单独臭氧氧化效果.吸附动态实验结果表明,Ce/AC催化剂具有较好的稳定性,反应780 min后DMP去除率稳定在71%左右.     

活性炭催化臭氧氧化去除水中的腐植酸

针对模拟水样中的腐植酸,采用静态实验对比的方法,分析了单独臭氧氧化和活性炭催化臭氧氧化去除腐植酸的效果。实验结果表明：臭氧氧化和活性炭催化臭氧氧化均可去除水中的腐植酸,且后者的去除效果更佳。在水样pH为中性、反应时间为30m in的条件下,活性炭催化臭氧氧化对腐植酸和COD的去除率分别为64.9%和40.8%,比单独臭氧氧化的处理效果分别高出34.2%和26.1%。臭氧氧化和活性炭催化臭氧氧化反应均受水样pH的影响,碱性条件时,腐植酸去除效果最好,中性条件时次之,酸性条件时最差。     

化工园区生化出水氯代烃污染物的臭氧氧化降解

以化工园区污水处理厂生化出水为背景水样,考察了臭氧氧化对2,4,6-三氯酚、氯苯、1,2-二氯苯、对硝基氯苯、四氯酞酸5种特征氯代烃污染物的降解效果,并对其降解动力学进行了分析。实验结果表明:臭氧对2,4,6-三氯酚和氯苯的降解效果最好,反应30 min时的去除率均接近100%,其次为1,2-二氯苯和对硝基氯苯,反应30 min时的去除率分别为95.7%和36.0%,最差为四氯酞酸,反应30 min时的去除率仅为8.9%;臭氧对2,4,6-三氯酚和对硝基氯苯的降解符合零级动力学方程,对氯苯和1,2-二氯苯的降解符合一级动力学方程,对四氯酞酸的降解符合二级动力学方程。     

催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透浓水

采用催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透(RO)浓水,比较了4种催化剂催化臭氧氧化的性能,优化了初始RO浓水pH、臭氧氧化时间、生物活性炭柱空床停留时间(EBRT)等工艺条件。实验结果表明:以WP-01为催化剂催化臭氧氧化RO浓水时无需调节废水pH;臭氧氧化反应5 min时RO浓水的BOD5/COD达0.28,可生化性得到显著改善;WP-01催化剂重复使用30次其催化活性没有明显下降;生物活性炭吸附单元的EBRT控制在30 min左右,可确保出水COD稳定在50 mg/L以下,符合GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准;催化臭氧单元处理每吨RO浓水的电费约为1.22元。     

臭氧氧化法连续处理焦化废水生化出水

采用连续通入废水和臭氧的方式,利用臭氧氧化法深度处理焦化废水生化出水(COD为151~183 mg/L、pH约为8),并通过添加羟基自由基抑制剂叔丁醇探究了臭氧氧化的机理。在不调节废水pH、臭氧投加量12.15mg/L、废水流量2 mL/min的最佳条件下,COD去除率达54.5%,出水COD达到GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》。稳定运行时,降解1 kg COD需投加臭氧741.1 mg。臭氧氧化过程中,臭氧自身氧化和羟基自由基氧化同时存在,且以羟基自由基氧化为主。反应过程符合准一级动力学模型,反应速率常数为0.01 min~(-1)。     

活性炭催化臭氧氧化水中诺氟沙星

以椰壳基活性炭为催化剂,采用催化臭氧氧化工艺降解诺氟沙星(NF),优化了工艺条件,评价了催化活性,并对反应机理进行了探讨。实验结果表明:活性炭催化臭氧氧化工艺的优化条件为臭氧通量80 mg/h、初始NF质量浓度15.0 mg/L、反应温度25℃、初始NF溶液p H 5.0;在该优化条件下反应60 min时,TOC去除率达51.5%,较单独臭氧氧化的32.5%和单独活性炭吸附的11.5%有明显改善;在活性炭催化臭氧氧化工艺中臭氧氧化与活性炭吸附之间存在一定的协同作用,活性炭具有较好的催化活性;活性炭催化臭氧氧化工艺对NF的去除主要是基于臭氧的直接氧化作用。     

臭氧氧化法降解聚氯乙烯离心母液废水中3种有机物

以聚氯乙烯离心母液废水中含量较高的3种有机物(聚乙烯醇、异辛醇和α-甲基苯乙烯)作为目标物,考察臭氧氧化工艺对3种有机物的去除效果,同时考察反应时间、臭氧投加量和初始pH对处理效果的影响。实验结果表明,臭氧氧化处理3种废水的最佳反应时间和臭氧投加量分别为:聚乙烯醇25 min,136 mg/L;异辛醇60min,312 mg/L;α-甲基苯乙烯60 min,32 mg/L。在此条件下,3种有机物的去除率分别为98%、85%和95%。此外,碱性条件有助于臭氧氧化工艺对3种有机物的降解。产物分析结果表明,经臭氧氧化,聚乙烯醇断链后进一步反应生成了草酸单乙酯,异辛醇和α-甲基苯乙烯分别生成了和苯乙酮。     

半饱和褐煤活性焦预吸附—4级固定化生物滤池降解—褐煤活性焦吸附组合工艺处理超稠油废水

采用半饱和褐煤活性焦(HSLAC)预吸附—4级固定化生物滤池(I-BFs)降解—褐煤活性焦(LAC)吸附组合工艺处理超稠油废水。实验结果表明:组合工艺能达到出水COD≤50 mg/L的排放标准;4级I-BFs可完全去除有机酸、酯、呋喃类有机物,部分去除酚类物质,不能去除酰胺类物质,可将大分子有机物降解为小分子烷烃;I-BFs对疏水性有机碳和中性有机物有较高的去除率和去除量,较难去除腐殖质和腐殖质降解产物;4级I-BFs反应器内优势菌为类杆菌(Bacteroides sp.)、假单胞菌(Pseudomonas sp.)、异养反硝化菌(Thermomonassp.)、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae sp.)、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)和根瘤菌(Rhizobium sp.)。     

氮掺杂活性炭催化湿式氧化—Ca（OH）2沉淀工艺去除草甘膦废水中的磷

用30%（w）H₂O₂溶液氧化处理活性炭（AC）,再以三聚氰胺为含氮前驱体经高温处理制得氮掺杂AC催化剂。采用催化湿式氧化（CWO）法去除草甘膦废水中的有机磷（OP）,将其彻底氧化降解为PO₄^3-,再利用Ca（OH）₂沉淀法去除总磷（TP）。表征结果显示：氮掺杂改性可在AC表面形成多种含氮碱性官能团,从而提高其对OP的催化氧化活性。实验结果表明：在温和的工艺条件下（130 ℃,1 MPa）,该催化剂对不同来源废水的OP去除率均高于90%;当m（Ca（OH）₂）∶m（TP）为20时,Ca（OH）₂沉淀可有效去除CWO出水中的TP,最终出水TP质量浓度小于5 mg/L,可有效缓解后续生化系统除磷的压力。     

非均相Fenton催化氧化工艺深度处理聚甲醛废水

以聚甲醛废水经传统生化工艺处理后的一级好氧出水、二级好氧出水和二沉池出水为研究对象,混凝后采用非均相Fenton催化氧化工艺对其进行深度处理,并与铁碳微电解—均相Fenton氧化组合工艺和传统Fenton氧化工艺对比,考察了3种工艺的COD去除效果、铁泥产量和运行成本。实验结果表明：非均相Fenton催化氧化工艺具有更优的COD去除能力和脱色效果,出水COD为30.1 mg/L,色度为8倍,满足综合回用处理要求（COD<120 mg/L）;该工艺几乎不产铁泥,污泥干重仅为0~0.04 kg/m³;同时,混凝—非均相Fenton催化氧化工艺具有更低的运行成本,处理二沉池出水的药剂成本为4.56元/t。     

Si-FeOOH催化臭氧氧化法降解苯胺

通过掺杂Si提高FeOOH的机械强度,制备无定型Si-FeOOH,并用于催化臭氧氧化降解苯胺。考察了n(Si)∶n(Fe)、Si-FeOOH加入量、溶液p H、初始苯胺质量浓度等因素对苯胺去除率的影响,并研究了SiFeOOH的重复利用效果与铁离子的溶出情况。实验结果表明:Si-FeOOH对臭氧氧化降解苯胺具有明显的催化作用,Si-FeOOH催化臭氧氧化对苯胺的降解效果明显高于单独臭氧氧化和FeOOH催化臭氧氧化;在溶液p H为11、Si-FeOOH加入量为1.0 g/L、n(Si)∶n(Fe)=0.55的最佳降解条件下处理初始苯胺质量浓度为300 mg/L的苯胺溶液,降解10 min后,苯胺去除率可达100%;Si-FeOOH催化剂经5次重复使用后,苯胺的去除率仍高达97.8%,且铁离子的溶出量明显低于FeOOH。     

纳米二氧化铈的可控形貌合成及其催化性能

二氧化铈（CeO₂）纳米颗粒的形貌会影响其表面氧空位浓度和化学吸附氧的能力,研究其形貌对催化臭氧氧化活性的影响有着重要意义。采用尿素和活性炭介导的水热合成方法制备了CeO₂纳米颗粒,结果表明,改变尿素和活性炭的添加量会改变最终获得的CeO₂颗粒的形貌,从而分别制得棒状、花状、立方状和球状的CeO₂颗粒。将不同形貌的CeO₂应用于水中草酸的催化臭氧氧化反应,结果表明,CeO₂纳米花（有序棒状结构）具有最好的催化臭氧氧化活性。加入0.5 g/L CeO₂纳米花,反应90 min后的草酸去除率达98%,较单独臭氧氧化提高63个百分点。加入10 mmol/L叔丁醇后,CeO₂纳米花的催化作用被完全抑制,证明其催化臭氧氧化为自由基反应。     

缺氧—好氧—催化臭氧氧化工艺处理石化厂含盐废水

采用缺氧—好氧—催化臭氧氧化工艺处理某石化厂的含盐废水。实验结果表明：在进水COD为200~350 mg/L的条件下,经生化处理后的出水COD稳定在50~60 mg/L,COD去除率稳定在75%左右;在臭氧投加量为4.5 g/L、V（催化剂Ⅱ）∶V（废水）=1.5∶1的条件下,进行连续催化臭氧氧化后出水COD稳定在20 mg/L以下,COD去除率大于70%,满足DB 61/224—2011《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》。表征结果显示,催化剂表面含有铜元素,比表面积为250.815 m²/g,吸水率为60.9%,经过滤可去除废水中残留的催化剂。     

臭氧氧化法深度处理印染废水二级出水

采用臭氧氧化法深度处理印染废水二级出水,以比臭氧消耗量为基础讨论出水水质的改善情况.实验结果表明:当比臭氧消耗量为6.5 mg/mg 时,出水的吸光度在400 nm处减少90%以上,在254 nm处减少85%以上;出水的溶解性有机碳质量浓度为11.23 mg/L、COD为16.3 mg/L;臭氧分子直接氧化对降低色度和去除有机物起到一定作用,采用臭氧氧化法深度处理印染废水二级出水在技术上是可行的.