自养反硝化菌对硝酸盐氮去除动力学及影响因素研究

为更经济有效地去除污水中的硝酸盐,从兼性污泥中分离获得6株能氧化单质硫和还原硝酸盐的自养反硝化菌。根据各菌株的降解曲线筛选出优势菌种N-I,并研究影响菌株N-I降解性能的环境因素,如pH、温度、碳源及硝酸盐的降解动力学。实验表明,菌株N-I对硝酸盐的降解符合一级反应动力学方程,反应的半衰期t_1/2为1.42 h,反应速率常数为0.488 h^-1。最佳反应pH=7,最佳反应温度为30℃,最佳NaHCO₃浓度为大于或等于2.5 g/L。     

UV/H2O2工艺降解环丙沙星的研究

采用UV/₂O₂工艺去除水体中的喹诺酮类抗生素环丙沙星（CIP）。考察了溶液pH值、₂O₂投加量以及水体基质对环丙沙星降解效率的影响,分析了降解产物的生成情况。研究表明,环丙沙星的降解符合拟一级反应动力学模型。降解速率受溶液pH值的影响,酸性及中性条件,有利于环丙沙星的降解。₂O₂投加量的增大,使得降解速率逐渐增大,但速率增幅逐渐变缓;最佳₂O₂/环丙沙星摩尔比为2 000。实际水体中存在的NOM、NO^-₃,促进了单独UV作用下,环丙沙星的降解。水体中的?OH焠灭剂,抑制了UV/₂O₂联合作用下,环丙沙星的降解;实际水体中的光解速率常数低于超纯水中的光解速率常数。GC-MS分析表明,UV/₂O₂工艺,使环丙沙星氧化降解生成氨基乙酸、丙二酸、丙三醇和对苯二甲酸等小分子有机物。     

O3/H2O2降解阿特拉津影响因素研究

采用O3/H2O2氧化去除水中内分泌干扰物阿特拉津,考察了反应条件及水质对去除的影响,并对反应机制进行了初步探讨。阿特拉津初始浓度2 mg/L,投量为7.5 mg/L的O₃单独氧化去除率为27.2%;相同O₃投量下,控制H₂O₂/O₃摩尔比为0.75,5 min阿特拉津的去除率最高可达96.5%;pH 值为7.5～8.5,温度在25～40℃的范围内,都维持了较高的去除率,表明H₂O₂/O₃体系对阿特拉津的去除效果良好,降解速度快,反应条件温和。0.5 mg/L的腐殖酸,对阿特拉津的去除影响不大,腐殖酸浓度为1、2和5 mg/L时,平均去除率分别为63.4%、50.7%和30.2%;碳酸氢钠的浓度为50和200 mg/L时,去除率分别为88.1%和73.8%,说明水质对阿特拉津的去除影响较大。叔丁醇的浓度为5和20 mg/L时,阿特拉津的去除率分别降低到44.7%和27.5%,去除率随自由基抑制剂叔丁醇增加而降低,说明H₂O₂/O₃降解阿特拉津主要为该体系产生的羟基自由基的贡献。     

Fenton试剂催化氧化嘧啶废水的特性

研究了Fenton催化氧化法对废水中嘧啶的去除效能,优化了处理体系中的反应条件,分析了各影响因子的作用机理;并用一元线性回归方程对不同温度下,嘧啶相对残余浓度对反应时间的相关性进行了定量分析。结果表明:温度为25℃,pH为3.5,Fe²⁺的投加量64 mmol/L,H₂O₂投加量为300 mmol/L时,反应2 h,Fenton试剂对嘧啶和COD的去除率分别达90%和50%以上;同时发现Fenton试剂对嘧啶的氧化降解具有相对优先性,且符合一级反应动力学模式,并计算表观反应速率常数和活化能。     

高铁酸钠溶液处理焦化废水影响因素研究

采用电化学合成的高铁酸钠溶液直接对焦化废水进行处理,考察了pH值、高铁投加量和作用时间对废水中污染物去除率的影响。结果表明,获得最佳去除效果的适宜pH值为9,废水中各种污染物的脱除率随着高铁投加量的增大而升高;当作用时间为50 min、高铁投加量为41.67 mmol/L时,废水中酚的脱除率可达到74.2%。研究还发现,处理过程中用硫酸调节适宜pH值同时可促进(NH₄)₂SO₄晶体的析出,既有利于氨氮的去除,又实现了氨氮的回收利用。     

TiO2光催化降解水中土霉素的动力学研究

环境中抗生素的出现及其引起的危害正受到越来越多的关注。以高压汞灯为光源,选用较为广泛的抗生素土霉素（OTC）为处理对象。考察了初始质量浓度、反应过程中光照、催化剂投加量、溶液起始pH、溶液中DOM和NO^-₃对光催化降解的影响,研究了其光降解动力学。结果表明,TiO₂光催化氧化法能够有效去除水中半微量的OTC,OTC的光降解过程符合一级反应动力学模型;UV/TiO₂联用工艺对TOC也有很好的去除效果,反应90 min,TOC去除率可达74%;OTC的初始浓度从30 mg/L增大到90 mg/L,反应速率从0.0619 min^-1降低到0.0130 min^-1;随着光催化剂投加量的增大,光降解速率常数先增大后减小;增加溶液的pH值,速率常数逐渐减小;溶液中的DOM和NO^-₃也可以影响光降解效率。     

Fenton氧化/高浓度泥浆法处理矿山废水

为了解决某大型铜矿废水COD不达标问题,采用Fenton氧化对原有高浓度泥浆（HDS）工艺进行改进。探讨了Fenton氧化矿山废水各指标的去除效果以及H₂O₂浓度对出水COD去除效果的影响,结果表明,Fenton氧化-电石乳中和絮凝沉淀工艺处理矿山废水是可行的,最优实验条件为：pH稳定在3.0～4.5,H₂O₂投加量0.5 mL/L,电石乳投加量8.5 g/L,PAM投加量1.5 mg/L;系统对废水COD的去除机理是加入的H₂O₂和矿山酸性废水中的Fe²⁺离子在低pH下形成Fenton试剂;系统对TFe、Zn²⁺、Cu2+ 的去除效果比Mn²⁺的去除效果更稳定。     

Keggin型Fe-Mo-Zr杂多酸盐光催化剂的制备及性能研究

利用水热合成法制备了Keggin结构的Fe-Mo-Zr杂多酸盐光催化剂,并利用红外光谱（IR）对催化剂进行了表征。实验以酸性大红（GR）为模拟污染物,考察了在紫外灯照射下,Fe-Mo-Zr杂多酸盐的投加量、污染物的浓度和pH值以及外加H₂O₂对光催化降解效果的影响。实验结果表明,当催化剂的投加量为0.6 g/L,pH为5～7,初始浓度为10 mg/L的GR染料溶液,光照160 min,脱色率可达87.98%。外加H₂O₂可以提高光催化反应效率。     

六氯苯的O3及UV/O3高级氧化降解试验研究

采用O₃、UV/O₃高级氧化法对水中六氯苯（HCB）的降解效果及机理进行了研究，并对结果进行了比较，结果表明，UV本身对HCB的去除率贡献不大，HCB可被O₃、UV/O₃快速降解，即UV＜O₃＜UV/O₃；O₃、UV/O₃作用时，提高体系的初始pH值不利于HCB的降解，在pH＝3，HCB=0.2 mg/L，反应40 min时，HCB的去除可达50%左右，酸性条件下有利于降解反应的进行；无论是O₃单独作用还是UV/O₃联合作用，HCB的降解基本上满足准一级反应动力学规律，如果体系的pH值基本保持恒定，这种规律就更为明显。根据离子色谱(IC)、GC对六氯苯降解中间产物进行了测定，探讨了O₃、UV/O₃降解六氯苯的途径和机理。     

UV-Fenton光催化氧化处理高浓度邻苯二甲酸二辛酯生产废水

采用UV-Fenton技术光催化氧化高浓度邻苯二甲酸二辛酯（DOP）生产废水，确定最佳操作条件为：初始pH=3.8，H₂O₂浓度为9.99 g/L，H₂O₂/Fe²⁺摩尔比为20∶1，光照反应60 min。此条件下的废水COD去除率为89.1%，出水COD值在570 mg/L左右。经正交试验确定影响处理效果各因素的重要性顺序为：H₂O₂浓度＞H₂O₂/Fe²⁺摩尔比＞光照反应时间＞pH。UV的加入与单独的Fenton体系存在正相关的协同作用。废水降解的表观过程符合一级反应动力学模式。     

TiO2纳米管催化降解4，4’-二溴联苯的影响因素和动力学研究

利用TiO₂纳米管催化降解水中的4,4’-二溴联苯,对催化降解过程和影响因素进行研究。结果表明,TiO₂纳米管对其有较高的催化降解效率且降解过程符合Langmuir-Hinshelwood动力学模式。不同光源、4,4’-二溴联苯的初始浓度、纳米管添加量和pH值对催化降解过程都有较大影响,其中pH值的影响最为明显。反应液在中性状态下的降解率明显低于pH=1或11的情况。在pH=1时,4,4’-二溴联苯的降解率达86%。     

三维电极/电-Fenton法降解苯酚

采用电-Fenton耦合三维电极法处理苯酚模拟废水,研究了活性炭作为第三电极的三维电极体系中苯酚的去除效果,重点考察了常温下初始pH值、电流强度、Fe²⁺浓度等因素对苯酚降解的影响。结果表明：在常温下,曝气速率20 L/min,初始pH=3,电流强度为0.3 A/m²,Fe²⁺浓度为0.1 mmol/L,反应时间60 min时,废水的苯酚的氧化降解率为91%,COD去除率为64%。在此条件下,三维电极/电-Fenton表现出较强的氧化能力,具有较好的去除效果,可应用于含苯酚废水的处理。     

O3/UV预处理磺酰脲类除草剂生产废水的研究

采用O₃/UV工艺预处理磺酰脲类除草剂生产废水,考察了初始pH值、臭氧投量、叔丁醇投加等因素对废水处理效果的影响,并初步探讨了该工艺处理废水的反应机理。实验结果表明,在废水初始pH为13.59和臭氧投量为65.08 mg/min的条件下,预处理80 min后废水COD去除率达63.47%,BOD₅/COD由0.03提高至0.56,EC50从11%提高至55%。随着叔丁醇浓度的增加,废水COD去除率明显降低,证明该反应体系有?OH存在;体系中加入MnO₂后废水COD去除率下降了16%,氧化效率明显下降,证明该反应体系内中间产物H₂O₂在O₃/UV降解有机废水过程中起到了重要的作用。     

超声强化Fe0去除阳离子红GTL的研究

采用US/Fe⁰系统去除阳离子红GTL,考察了pH值、Fe⁰用量、超声功率及活性炭、H₂O₂、盐分添加对阳离子红GTL去除率的影响,利用紫外-可见吸收光谱变化查明阳离子红GTL在不同条件下的去除差异性,利用SEM解析铁的形态与染料去除的相关性。结果表明： pH≥5.0时超声和Fe⁰具有协同效应,Fe⁰用量2 g/L,pH=7.0,超声功率135 W,阳离子红GTL去除率达到96.07%;一定量的活性炭、H₂O₂、盐分添加会加速染料去除,US加速Fe⁰反应速度,但不改变染料降解机理,添加活性炭能够彻底降解阳离子红GTL,添加H₂O₂提供的氧化环境抑制苯胺类化合物生成;铁的形态及与染料的接触是影响染料去除效果的重要原因。     

微曝气Fenton氧化法处理模拟双酚A废水的效果及其生物验证

研究了微曝气Fenton氧化法关键工艺参数对模拟双酚A（BPA）废水处理效果的影响,并从活性污泥性质和污染物去除率两方面,采用膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)对微曝气Fenton氧化法的处理效果进行了实验验证,为实现BPA废水的生物处理奠定基础。结果表明,初始pH值、反应时间、H₂O₂/COD(质量浓度比)、H₂O₂/Fe²⁺ (摩尔浓度比)、反应温度及曝气量均对预处理效果有较大影响,在最佳条件下,COD去除率可达70%,BOD/COD值则由原废水的0.02提高到0.50以上。MBR处理上述出水的结果表明,经微曝气Fenton氧化处理BPA的废水,可较好地适应后续的生化处理。     

微气泡曝气 O3/ H2O2处理 RO 浓水的效能及影响因素简

采用O₃/H₂O₂高级氧化工艺处理炼油厂反渗透（RO）浓水,用溶气泵加压溶气并产生微气泡强化传质,确定装置运行条件,考察气体中臭氧浓度、H₂O₂/O₃初始摩尔比、pH和温度对O₃/H₂O₂处理RO浓水效果的影响,并对RO浓水处理效能进行研究。结果表明,随着气体中臭氧浓度的增加,COD的去除率基本呈线性增加;加入适当量H₂O₂能提高臭氧氧化RO浓水的效果,H₂O₂/O₃初始摩尔比在0~0.8范围内,COD的去除率先增加后下降,H₂O₂/O₃初始摩尔比为0.5时COD去除率最大;pH从6.84增加到9.01,COD去除率逐渐增大,pH为10.03时COD去除率反而降低;在14~28℃范围内,温度低时,升高温度COD去除率增加较大,温度较高时,升高温度对COD去除率的影响较小。为考察该工艺的稳定性,在H₂O₂/O₃初始摩尔比为0.5、溶液pH为8~9、臭氧浓度为80~100 mg/L、温度为10~28℃条件下,对COD为90~140 mg/L的RO浓水氧化处理4~10 h,出水COD维持在39.9~49.9 mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）》中的一级A标准;去除1 g COD消耗O₃ 1.4~3.3 g,消耗O₃与H₂O₂的总氧量为2.2~4.4 g。     

TiO2膜光催化降解4, 4’-二溴联苯的研究

研究了负载于玻璃上的固定化催化剂TiO₂膜光催化降解水中4, 4’-二溴联苯（4, 4’-DBB）的效果,考察了溶液pH值和4, 4’-DBB初始浓度等对TiO2膜光催化降解4,4’-DBB的影响,探讨了降解机理。结果表明,TiO₂膜光催化降解水中4, 4’-DBB的效果良好,紫外光照射8 h,初始浓度为4 mg/L的4, 4’-DBB的降解率高达94%,降解速率随着4,4’-DBB初始浓度的增大而下降。在溶液pH=1时,4, 4’-DBB的降解效率最高。超声的加入使降解反应的速率加快。经拟合发现4, 4’-DBB的降解符合拟一级反应规律,并推导出动力学方程。     

真空紫外光臭氧降解偏二甲肼的研究

研究比较了臭氧氧化（O₃）、紫外臭氧（O₃/UV）和真空紫外臭氧（O₃/VUV）对推进剂——偏二甲肼的处理效果,O₃/VUV最为有效,反应速率常数分别比O₃/UV和O₃高39.8%和65.6%,中间产物——甲醛去除得更迅速,反应50 min即无法检出。初始pH 9时,O₃/VUV降解偏二甲肼的速率最快,达到0.4461 min^-1;反应速率常数随臭氧投加量的增加而线性增大;随偏二甲肼初始浓度从100 mg/L增加到2 000 mg/L,反应动力学由一级转为零级。碳酸盐浓度在0～2 mmol/L范围内对O₃/VUV降解偏二甲肼没有明显的抑制作用。偏二甲肼的无机氮产物以氨离子为主,无机氮只占总氮的40%～60%,说明仍有相当比例的氮以有机氮形式存在。     

臭氧氧化法处理焦化废水生化出水的反应动力学简

对臭氧氧化去除焦化废水生化出水COD的反应动力学及其影响因素进行了实验研究,结果表明,在臭氧投加量为8.50 mg/min,反应温度为20℃和初始pH为10.61条件下,对COD的降解符合表观一级反应动力学模型,其相关系数R²=0.9991,表观反应速率常数k_Abs=1.01×10^-3 s^-1。该条件下,臭氧氧化对COD的降解主要来源于高活性羟基自由基的强氧化作用。在不同的臭氧投加量（4.25~12.75 mg/min）、不同的反应温度（10~40℃）和不同的初始pH（3.76~12.53）下,COD的降解也同样遵循一级反应动力学规律。随着臭氧投加量的增大,COD降解的表观反应速率常数从（0.554×10^-3） s^-1增加到（1.06×10^-3） s^-1;随着反应温度的升高,表观反应速率常数从（0.427×10^-3） s^-1增加到（1.40×10^-3） s^-1,温度越高反应速率提高的幅度却越小;在初始pH3.76~10.61范围内,表观反应速率常数从（0.218×10^-3） s^-1增加到（1.01×10^-3） s^-1,在初始pH为12.53时表观反应速率常数下降到（0.857×10^-3） s^-1。     

不同基质共代谢降解2,4,6-三硝基苯酚的研究

以葡萄糖、可溶性淀粉、乙酸钠和苯酚作为共基质,通过35℃恒温生化培养箱缺氧驯化污泥,间歇恒温振荡试验研究了在不同共代谢基质条件下,2,4,6-三硝基苯酚（TNP）的缺氧降解性能。结果表明,经过驯化的微生物加入葡萄糖和苯酚作为碳源,在TNP∶苯酚∶葡萄糖为10∶3∶100的比例下,TNP生物降解率可以从不加碳源时的31.2%提高到86.6%;不同共基质条件下TNP的降解均符合一级反应动力学方程,反应速率常数大小依次是K_苯酚＜K_葡萄糖＜K_{葡萄糖+苯酚},其中葡萄糖和苯酚同时作为共基质时TNP降解速率常数最大为0.019 h^-1。