基于纳米二氧化钛光催化的邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯的光降解研究

以锐钛型纳米二氧化钛为催化剂,研究了Ti O2投加量、底物初始浓度、溶液的p H值、光源种类以及降解时间等因素对废水中邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)光催化降解的影响。研究结果表明,DEHP的光催化降解率随着纳米Ti O2投加量的增加先增大后减小,纳米Ti O2的最佳投加量为0. 30 g/L。随着DEHP初始浓度的增大,DEHP的光催化降解率减小,当DEHP初始浓度小于50 mg/L时,降解率降幅较小,而当DEHP初始浓度大于50 mg/L后,降解率急剧减小。随着p H的增大,DEHP的光催化降解率先增大后减小,呈现单峰型,当p H为7时,DEHP的降解率达到最大,酸性和碱性条件下,均不利于DEHP的光催化降解。紫外光照射下,DEHP光催化降解率有了大幅提高,降解率大小顺序为η(UVC)>η(UVB)>η(UVA); DEHP的紫外光催化降解符合一级动力学方程,降解半衰期为2. 15~25. 99 h。     

零价铁活化过硫酸盐降解分散剂木质素磺酸钠研究

为研究零价铁(Fe0)通过电子转移对过硫酸盐(PS)降解分散剂木质素磺酸钠(SL)能力的影响,以SL作为目标污染物,对影响SL降解的因素(初始pH值、SL初始质量浓度、PS浓度、Fe0投加量)及降解机理进行探讨.结果表明,1)当pH值小于2时,SL降解率随pH值升高而升高;当pH值在2～5时,SL降解率随pH值升高而降低.当PS浓度在2～4 mmol/L时,SL的降解率随PS浓度的增大而增大;当PS浓度超过4 mmol/L后降解率呈现下降趋势.当固定其他反应条件时,SL的降解率随SL初始质量浓度的升高而降低.2)相比于单一 Fe0体系和单一 PS体系,Fe0-PS体系对SL的降解率有显著提高,对含SL废水可生化性有所改善.在最佳反应条件下(pH值为2,Fe0投加后质量浓度为0.3 g/L,SL初始质量浓度0.5 g/L,PS浓度为4 mmol/L),180 min内SL的降解率能达到75.9％.3)Fe0活化PS产生SO4-·,通过自由基淬灭剂进行淬灭试验,确定降解过程中的SO4-·与·OH为体系活性物质.4)通过红外吸收光谱扫描,比较SL与反应产物的FTIR图谱,推测在氧化作用下,SL的苯环结构断裂,部分磺酸基团被氧化为SO4-.研究表明,Fe0-PS体系与单一 Fe0体系和单一 PS体系相比,Fe0能有效活化PS产生SO4-·,进而对SL有更好的降解效果.     

高铁酸钾氧化去除水中邻氯苯酚的研究

以实验室自制高铁酸钾(K2FeO4)为氧化剂,对水中邻氯苯酚(OCP)的氧化条件进行了研究.结果表明,当高铁酸钾的投加量与邻氯苯酚质量比为5:1时,邻氯苯酚去除率达到60％;当投加氧化剂后反应时间为10 min时,邻氯苯酚去除率达到60％;在反应温度为30℃时,邻氯苯酚有效去除率达到60％;在反应体系pH值为9～ 10时,邻氯苯酚去除率为65％.反应体系中pH值9～ 10,反应时间10 min,温度30℃,氧化剂投加量质量比5:1,为K2FeO4去除水中邻氯苯酚的最佳试验条件.     

BDE209好氧降解菌的筛选及降解特性研究

为了有效修复广东省贵屿镇环境中十溴联苯醚(Pentabromophenyl ether,BDE209)的污染,从该地区的环境样品中筛选出1株在好氧条件下以BDE209为唯一碳源和能源生长的降解菌J-1,根据菌株的形态特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析,鉴定为苏云金芽孢杆菌( Bacillus thuringiensis ).通过考察不同的环境因素对菌株生长及其降解能力的影响,确定该菌适宜的生长条件为:pH=6.0～9.0,温度30 ℃,溶氧量4.55～7.50 mg/L.降解BDE209的最佳条件为:pH=8.0,温度30 ℃,溶氧量5.94 mg/L.投菌量的增加能较大幅度地提高该菌对BDE209的降解效果.不同的共代谢底物对菌株降解BDE209有不同的影响,乳糖和蔗糖能促进其对BDE209的降解.当体系中存在低质量浓度的Cd2+时(≤5 mg/L),该菌对BDE209的降解效果得到提高.     

水溶液中壬基酚聚氧乙烯醚的UV/H2O2矿化试验

采用UV/H2O2催化氧化工艺进行水中壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)的降解和矿化试验,考察了H2O2投加量、溶液初始pH值、UV功率和反应温度对NP-10矿化效率的影响,并采用GC-MS对降解过程中间产物进行初步分析。结果表明:UV/H2O2体系能有效降解水溶液中的NP-10,在NP-10初始质量浓度为100.0mg/L、UV功率为45W、H2O2投加量为10.0mmol/L、溶液初始pH值为3.0、反应温度为25℃的条件下,20min时NP-10的去除率可达98.0%以上,240min时TOC去除率可达98.3%;NP-10的矿化过程符合拟一级动力学,矿化速率常数随光强和H2O2投加量的增加而增加,较低的pH值和较高的反应温度有助于NP-10的矿化;降解中间产物主要是酚类化合物;随着反应时间的增加,NP-10及其降解中间产物可以被完全矿化成CO2和H2O。     

超声/Fenton法处理三氯吡啶醇钠废水工艺优化及机理初探

采用超声/Fenton技术处理三氯吡啶醇钠生产过程中产生的高浓度有机废水。通过正交试验确定超声/Fenton氧化最佳操作参数为H2O2投加量0.7 mol/L、Fe2+投加量1.39 g/L、反应时间90 min,此时COD降解率达95.3%。结果表明,Fe2+投加量是影响CODCr去除率最主要的因素。结合气相色谱-质谱联用仪检测,分析了超声/Fenton反应前后产物,初步探讨了超声/Fenton氧化法处理三氯吡啶醇钠废水的反应历程:在·OH作用下,氯苯与苯环转化为氯乙烯等小分子物质;氯乙烯发生加氢反应,进而转化为氯乙烷、氯甲烷。氯原子能够被·OH氧化为Cl·,并通过氢原子取代反应,将氯乙烯转化为1,1-二氯乙烯。     

紫外光-超声波耦合降解邻硝基苯酚水溶液的研究

考察了初始浓度、紫外光(UV)功率、超声波(US)频率和功率、催化剂TiO2加入量、溶液的pH值、H2O2的加入量等各种因素,对紫外光-超声波耦合降解邻硝基苯酚(ONP)水溶液效果的影响.实验结果表明,ONP的紫外光-超声波降解符合表观一级动力学.随着初始浓度的增加.ONP的降解速率和去除率均减小.紫外光-超声波耦合降解效果明显好于紫外光、超声波分别单独降解的效果,两者存在着协同效应,反应速率常数分别为:KUV/US=0.005 2 min-1、KUV=0.002 9 min-1、KUS=0.002 2 min-1.提高紫外光功率、超声波的频率和功率可促进ONP的降解.当紫外光功率为150 W,超声波频率为165 kHz、功率为100 W时.ONP的降解效果达到最佳,240 min的去除率达到72.41%.催化剂TiO2的加入促进ONP降解.本实验中优化投加量为0.15g/L,ONP的去除率达到90.43%.在催化剂存在的情况下,溶液pH值的降低可提高降解速率;H2O2的投加则显著提高了ONP的去除率.     

Fenton与UV/Fenton降解DBP及BP的比较研究

为了探讨高效去除环境中微量内分泌干扰物的方法,比较研究了Fenton氧化和UV/Fenton氧化2种高级氧化技术降解BP和DBP的条件与降解特性。结果表明,2种氧化体系在最佳反应条件为pH=4、Fe~(2+)/H_2O_2投加物质的量比1∶6、反应时间30 min时,BP和DBP的降解率均可达到93%以上;但在相同的降解率下,UV/Fenton体系所需氧化剂量分别比Fenton体系减少了1/4和2/3,且UV/Fenton体系降解产物达80%以上矿化。这表明与Fenton法比,UV/Fenton法为更高效的去除水中微量DBP和BP的方法。当DBP和BP混合共降解时,氧化剂投加量分别比单独降解减少了1/4和3/7,而其降解率均可达93%以上,表明两者间具有较好地协同促进作用。降解动力学分析表明,UV/Fenton(或Fenton)氧化降解BP和DBP的过程可分为·OH的快速生成、直接快速氧化阶段(反应的前5～10 min)和受Fe~(3+)/H_2O_2反应速率控制的缓慢降解2阶段,并可组合2个伪一级反应动力学模型较好地模拟整个反应过程,模型决定系数R~2 0. 99,均方根误差0. 2。     

TiO2悬浆体系光催化降解酸性红B动力学分析

采用TiO2悬浆体系, 以高硼紫外灯为光源, 考察了酸性红B 光催化降解中溶液初始质量浓度、催化剂投加量、无机盐、空气通入量、pH 值对光催化降解速率影响.用Langmuir-hinshelwood 方程描述酸性红B光催化动力学行为. 结果表明:初始质量浓度增加, 反应由一级向零级过渡; 催化剂投加量在0.5～2.5 g/L时, 30 mg/L酸性红B一级反应速率常数与投加量成线性关系; 5种溶解性无机盐对光催化降解酸性红B存在抑制作用, 阴离子影响大于阳离子; 通入空气影响动力学行为, 改变反应级数.本实验在pH 值为3时光催化降解效果最佳, 且酸性条件下比碱性下条件效果更好;TiO2表面吸附能力随pH 值增大而减弱,光催化过程控制步骤在酸性和碱性条件不同.     

金针菇菌柄非食用部分对镉的生物吸附

采用金针菇(Flammulina velutipes)除去其可食用部分后剩余的废弃部分菌粉作为生物吸附剂吸附Cd2 ,研究金针菇吸附Cd2 的理想条件.试验评价了5个影响因子:样品的不同处理方式,振荡吸附时间,溶液pH值,Cd2 初始浓度和菌粉投加量.结果表明,菌粉颗粒越细,吸附能力越强;振荡时间对吸附的影响不显著;pH值是影响金针菇吸附能力的关键因子,pH值为7时达到最大吸附率(63.1%);吸收60 min时,金针菇对Cd2 的吸附率最高(71.9%);随着溶液初始Cd2 浓度的增加,吸附率降低,但随菌粉生物量的增加,吸附能力上升;当溶液Cd2 的浓度为80 mg·L-1时,最大吸附量达到5.573mg·g-1.可以认为金针菇菌柄非食用部分是一种有效的生物吸附剂.     

铁炭微电解法深度处理制浆造纸废水的研究

采用铁炭微电解法对制浆造纸工业中生化处理后的废水进行深度处理研究,考察了废水的初始pH值、反应时间、铸铁屑、活性炭以及H2O2投加量对微电解反应效果的影响.得出的最佳反应条件为:溶液初始pH值为3.0、活性炭投加量8.0 g/L、铸铁屑40.0 g/L、H2O2 7.17 mmol/L以及反应时间60 min.适量H2O2的加入对铁炭微电解反应有明显的强化作用,可使CODcr的去除率增加13.71%.强化微电解反应后再采用8.0 g/L的Ca(OH)2混凝处理,总CODcr和色度去除率分别达到75%和95%.以强化的铁炭微电解与Ca(OH)2混凝联用深度处理后,水质可以达到国家造纸工业水污染物排放一级标准(GB 3544-2001).     

Co-NCP非均相催化过硫酸盐降解N,N-二甲基甲酰胺的研究

采用煅烧-浸渍法制备了钴改性天然黄铜矿(Co-NCP)高效催化剂，并采用Co-NCP活化过一硫酸盐(PMS)对N,N-二甲基甲酰胺(DMF)进行氧化降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能量-色散光谱(EDS)对Co-NCP反应前后的理化性质进行表征。结果表明煅烧后的天然黄铜矿的粗糙度变大，颗粒排布也更加紧密，可以提高浸渍法制备催化剂的性能。系统地研究了Co-NCP催化剂的投加量和PMS的投加量、初始pH值对反应体系的影响，确定了该反应的最优参数。结果表明，在中性条件下，Co-NCP投加量为4.0 g/L、PMS为4.0 g/L时，质量浓度为120 mg/L的DMF水溶液可以在40 min内达到91.61%的降解率。根据动力学方程对Co-NCP活化PMS降解DMF反应进行拟合，结果表明该反应符合准一级反应动力学。不同体系反应的动力学速率常数显示Co-NCP/PMS体系反应速率远大于其他反应体系，说明Co-NCP催化剂对PMS有高效的活化作用。通过自由基淬灭试验以及电子顺磁共振(EPR)分析结果表明体系中的活性物种有OH·、SO₄^-<...     

从造纸污泥制备木质素季铵盐脱色絮凝剂的研究

用碱溶酸析法回收造纸污泥中的木质素,经与季铵盐接枝聚合,制备木质素季铵盐脱色絮凝剂.研究催化剂种类、反应物料配比、反应温度和时间等因素对产品脱色性能的影响,优化絮凝剂合成的工艺条件.确定取得最佳处理效果时的优化操作条件为:以10 mol·L-1 NaOH作催化剂,反应物配料比为m(木质素)∶m(季铵盐单体)=1∶2,于70 ℃下反应4 h.将产品用于酸性黑210、皮红和皮黄等多种模拟染料溶液的脱色处理中,结果表明,制备的木质素季铵盐絮凝剂对多种染料具有良好的脱色效果,当絮凝剂投加量为3.2 g·L-1、染料溶液pH值为2～3时,脱色率均达90%以上.     

高级催化氧化法降解4BS模拟染料废水

用煤灰渣加入活性组分复合成催化剂、H2O2作为氧化剂的高级催化氧化法降解4BS模拟染料废水.结果表明,高级催化氧化法可以有效降解4BS.当pH=4、H2O2投加量为0.46 mL/L、反应100 min时,脱色率达98%,同时COD去除率可达83%以上.催化剂运转时间累计达到500 h,脱色率和COD去除率分别保持为98%和83%,未发现有活性下降现象.本研究为染料废水的处理提供了一种经济有效的方法.     

金属离子影响白腐菌降解十溴联苯醚的途径分析

研究了金属离子(Fe2+、Mn2、Cu2+、Zn2+)对黄孢原毛平革菌(Phanerochaete drysosporium)降解十溴联苯醚(BDE209)的影响.通过4因素(Fe2+、Mn2、Cu2+、Zn2+)、5水平(0、0.01 mmol/L、0.05 mmol/L、0.1 mmol/L、0.2 mmol/L)正交试验优化了4种金属离子的配比.结果表明,在含1 mg/L BDE209的降解体系中,当Cu2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+浓度依次为0.05 mmol/L、0.2 mmol/L、0.01mmol/L、0.1 mmol/L时,生物量为1.74g,降解率达到最大(86.76％).对比金属离子影响BDE209降解率和生物量的效应曲线,降解率和生物量相关,但不完全呈正比.金属离子改变了反应体系pH值,提高了胞外酶活力,并在细胞内富集,从而影响白腐菌的生理代谢活动和BDE209的降解.     

“Cu核-Cu2O壳”粒子可见光催化降解酚类废水的研究

以对硝基苯酚溶液为模拟废水,用自制的"Cu核-Cu2O壳"粒子对其进行光催化氧化试验,考察了光照时间、催化剂用量、对硝基苯酚的初始质量浓度、溶液的pH值和光源等对降解过程的影响。结果表明,对硝基苯酚溶液质量浓度为40 mg.L-1,催化剂投加量为2g.L-1,光照120min后降解率达到95%,降解反应符合一级反应动力学。与其他同类光催化剂相比,"Cu核-Cu2O壳"粒子具有较高的光催化活性,而且光催化过程中有氢氧自由基产生,对对硝基苯酚的降解较彻底。     

新型类Fenton催化剂表征及其降解染料废水的试验研究

钴基和铜基类Fenton催化剂是近年来的研究热点,对新型类Fenton催化剂进行SEM,EDS,XPS表征,得知催化剂中的金属元素主要为钴和铜。通过单因素分析法,研究影响该催化剂处理甲基橙模拟废水效果的因素。结果表明:该催化剂在pH为3~9的范围内均表现出较好的催化降解能力;当双氧水的添加量达到20 mL/L时,催化降解能力不再增加;催化剂的投加量影响催化降解能力达到最大的时间;此外,双氧水的投加方式影响降解所需的时间而对最终的处理效果影响不大。     

超高石灰铝法处理酸性矿井水的实验研究

酸性矿井水成分复杂、产量大,是严重的矿山环境问题,也是处理难度大的污废水体。采用超高石灰铝法,通过分别投加Ca O和Na Al O2对实验室配置的模拟酸性矿井水进行处理。实验分析溶液p H值、药剂投药比、初始浓度以及反应温度等因素对氯离子和硫酸根去除率的影响。结果表明,当Cl-的质量浓度为2 500 mg/L,SO2-4质量浓度为1 500 mg/L时,搅拌温度40℃,投加Ca O和Na Al O2的量分别为4.0 g和1.0 g,滴加Na OH调节p H值为10,搅拌15 min,Cl-,SO2-4去除率分别为87.9%,96.0%。     

二氧化氯杀灭拟柱孢藻生成有机副产物的研究

为考察二氧化氯(ClO_2)杀灭拟柱孢藻是否产生有机副产物,用GS-MS分析了在不同ClO_2投加量下ClO_2与拟柱孢藻反应的产物。结果表明,ClO_2杀灭拟柱孢藻产生有机副产物。ClO_2投加量不同产生的有机副产物种类也不同。ClO_2投加量越大,生成有机物的种类越少。ClO_2与藻反应会产生含氮的有机物,除0.5 mg/L的ClO_2投加量外,其余投加量下都产生甲苯。考察了不同反应条件下产生的甲苯质量浓度,当原水藻浓度为1.8×108L-1、ClO_2投加量为8 mg/L时,甲苯质量浓度为35.4μg/L。甲苯生成量在前10 min随时间延长而增大,在10 min时最大,随后随时间延长而减小。甲苯生成量随p H值增大而减小。在温度低于27.5℃时,甲苯生成量随温度升高而增大,但当温度高于27.5℃时,随温度增高而急剧下降。在水处理的混凝工艺中,ClO_2在混凝剂PAC投加前投加和与PAC一起投加产生的甲苯量相差不大,但在PAC投加后再投加时产生的甲苯量少。     

基于苯甲酸荧光法的Fenton试剂氧化降解瓦斯体系羟基自由基测定

为了快速检测Fenton试剂氧化降解瓦斯反应体系中生成的羟基自由基(·OH),提出了一种苯甲酸荧光法测定·OH含量的方法。Fenton试剂产生的·OH能与苯甲酸反应生成具有强荧光的羟基苯甲酸,利用荧光强度的变化可间接测定反应体系中·OH的含量,系统研究了H2O2浓度、Fe2+浓度、初始pH值等因素对·OH产生效率的影响。结果表明,H2O2浓度、Fe2+浓度、初始pH值是影响Fenton试剂产生·OH的主要因素,当c(H2O2)=100 mmol/L、c(Fe2+)=2.0 mmol/L、pH=2.5时,溶液荧光强度F最大,同时Fenton试剂降解瓦斯反应体系的·OH生成量最大。