纳米α-MnO2催化臭氧氧化降解水中双酚A

采用水热法制备了纳米α-MnO₂催化剂,并通过XRD和SEM技术对催化剂的成分和形貌进行了表征。采用纳米α-MnO₂催化剂催化臭氧氧化降解水中的双酚A（BPA）,考察了初始溶液pH、催化剂加入量和反应温度对BPA去除率的影响。实验结果表明,纳米α-MnO₂催化剂催化臭氧氧化降解BPA的最佳工艺条件为：催化剂加入量100 mg/L,初始溶液pH 8.5,反应温度18 ℃。在此最佳条件下处理质量浓度为10 μg/mL的BPA溶液120 min,BPA去除率为96.4%。回收洗涤后第二次使用的催化剂的BPA去除率为80.5%,第三次使用的催化剂的BPA去除率为74.1%,催化剂的活性随重复使用次数的增加而缓慢降低,活性较稳定。     

Fenton反应助催化剂碳基黄铁矿型纳米二硫化钴的合成

以水热与化学气相沉积方法制备了碳基黄铁矿型纳米CoS₂薄膜,对其组成、形貌进行了表征,并对其Fenton反应助催化性能进行了研究。实验结果表明：在罗丹明B模拟废水的Fenton处理过程中,添加CoS₂助催化剂的Fenton体系具有更高的反应活性,20 s内的脱色率达到98%,相比于普通Fenton体系的反应速率提高了近3倍;在类Fenton体系中的反应速率最高增加了约350%。CoS₂的加入显著提高了H₂O₂的利用效率以及催化氧化反应的反应速率。     

几种金属氧化物催化臭氧氧化降解p-CBA

选择Al₂O₃,TiO₂,MnO₂,Fe₃O₄ 4种金属氧化物对溶液中的对氯苯甲酸（p-CBA）进行催化臭氧氧化降解。催化剂的表征结果显示：TiO₂具有最大的比表面积,为93.84 m²/g,Al₂O₃的比表面积最低,仅为10.28 m²/g;MnO₂和Fe₃O₄表面含有大量强酸性位,故其等电点较低,分别为1.45和1.82。4种催化剂对p-CBA的吸附能力与其比表面积相关,而催化臭氧氧化活性高低却与其等电点的高低顺序一致。Al₂O₃具有最高的等电点（6.92）,也表现出相对较强的催化臭氧氧化活性。在臭氧通量6 mg/min、p-CBA初始质量浓度40 mg/L、Al₂O₃投加量0.5 g/L、反应时间40 min的条件下,p-CBA去除率达到58.6%,远高于单独臭氧化和吸附过程的去除率。     

CeO2/TiO2纳米管催化剂脱硝性能研究

利用废气中本身含有的CO催化还原烟气中的NO_x,可以实现以废治废。采用TiO₂纳米管负载CeO₂,制备CeO₂/TiO₂纳米管催化剂,并对其进行了SEM表征及影响因素实验。实验结果表明：在n（Ce）∶n（Ti）=3∶7、焙烧温度500 ℃、焙烧时间3 h时制备的CeO₂/TiO₂纳米管催化剂形貌较好,表面颗粒分布相对均匀;反应温度400~600 ℃时NO脱除率达98%;该催化剂具有一定的抗氧性能;当n（SO₂）∶n（NO）=（1∶2）~（2∶1）时,NO脱除率仍然在95%以上。     

ZnIn2S4/CeO2复合材料的制备及对尾矿废水中黄药的高效降解

采用水热-煅烧法合成针状氧化铈,再以溶剂热法合成一系列不同负载率的ZnIn₂S₄/CeO₂复合材料。通过光催化降解乙基黄药来评价其光催化性能,同时采用XRD、SEM、FTIR等分析手段考查复合材料的形貌结构及光学性能。结果表明：与CeO₂相比,ZnIn₂S₄/CeO₂复合材料具有更高的光催化活性,且摩尔比是0.7∶1的ZnIn₂S₄/CeO₂复合材料光催化速率是CeO₂的18倍。     

活性炭催化臭氧氧化处理低浓度氨氮废水

采用活性炭催化臭氧氧化法处理低浓度氨氮废水,考察了模拟废水pH、活性炭加入量、臭氧流量等因素对处理效果的影响.实验结果表明:活性炭对臭氧有明显的催化作用,并可提高臭氧的利用率;在高pH条件下,OH-能促进臭氧分解生成·OH,·OH氧化性强且反应速率快,有利于氨氮的去除;增大臭氧流量可减小气液传质过程中的阻力,使氨氮去除率增加;在初始氨氮质量浓度为35 mg/L、活性炭加入量为10.0 g/L、臭氧流量为30 mg/min、模拟废水pH为11.0的条件下,反应90 min后,氨氮去除率可达97.6％,相对于单独活性炭吸附和臭氧氧化过程,氨氮去除率有了显著提高.     

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。     

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。     

稀土改性NaY型分子筛催化热解废轮胎

采用稀土氧化物改性NaY型分子筛（Ⅰ型催化剂）,100 gⅠ型催化剂中添加0.5 g CeO₂得到Ⅱ型催化剂,100 gⅠ型催化剂中添加0.5 g La₂O₃和0.5 g CeO₂得到Ⅲ型催化剂。分别采用Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型催化剂催化热解废轮胎（粒径0.2 mm）,Ⅱ型和Ⅲ型催化剂的产油起始温度和终止温度均低于Ⅰ型催化剂。在催化剂加入量为2.5 g、废轮胎加入量为100 g 的条件下,Ⅲ型催化剂催化热解反应的产油率和油气总产率均高于Ⅰ型和Ⅱ型催化剂。Ⅱ型和Ⅲ型催化剂催化热解主要产生轻组分气体,Ⅱ型催化剂C₄选择性最高,Ⅲ型催化剂C₃选择性最高。     

磁性膨润土的制备及类Fenton氧化法处理焦化废水

以Al-Fe柱撑膨润土为原料,通过原位氧化沉淀法负载纳米Fe₃O₄颗粒,制备磁性膨润土。采用XRD,SEM,EDS技术对磁性膨润土进行了表征,并将其作为类Fenton反应催化剂对焦化厂二沉池出水（COD为267.6 mg/L、色度为428度）进行了深度处理,探讨了各反应条件对处理效果的影响。实验结果表明：Fe₃O₄颗粒较为均匀地分布在膨润土表面,负载牢固;在H₂O₂加入量70 mmol/L、磁性膨润土加入量0.8 g/L、反应温度30 ℃、初始废水pH 5.0的条件下反应30 h,废水COD和色度的去除率分别达到78.5%和93.4%,COD和色度分别降至57.5 mg/L和28度,满足GB/T 19923—2005《城市污水再生利用 工业用水水质》的要求;磁性膨润土使用4次后,对废水的处理效果仍很稳定。     

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。     

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。     

催化臭氧氧化—好氧生化—膜分离组合工艺处理砷化镓生产废水的工程应用

为了解决砷化镓生产废水含有磷酸盐、氟化物、砷化物以及难沉降亚微米级悬浮物的处理难点,首先采用催化臭氧氧化—好氧生化深度预处理废水,再采用RO膜分离工艺进行处理。结果表明：催化臭氧氧化法使废水中亚微米级悬浮物脱稳,有利于悬浮物的混凝沉降,并优化了膜分离阶段的分离环境,可延长膜使用寿命,降低运行成本;经过膜分离后,出水砷质量浓度为0.01 mg/L,氟质量浓度为1.0 mg/L,COD、TP、TN和ρ（NH₃-N）为10,0.01,0.50,0.50 mg/L,均达到《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类水质标准。     

催化臭氧氧化对生化尾水中典型有机物的去除特性

系统深入地分析了Fe-Ce/AC催化臭氧氧化对化工园区污水厂生化尾水中典型有机物的去除特性。与单独臭氧氧化相比,催化臭氧氧化可将TOC去除率从7.89%大幅提升至17.54%。120 min时UV_(254)和特征紫外吸光度(SUVA)的去除率分别高达66.80%和59.73%,证明了催化臭氧氧化可有效去除含共轭结构或芳环结构的不饱和有机物。催化臭氧氧化对生化尾水中腐殖酸类(HA)、溶解性微生物产物类(SMP)和疏水性腐殖酸类(HOA)3种荧光组分的去除过程均符合一级动力学模型,且由一级动力学速率常数可知,与生化尾水色度直接相关的HA和HOA被优先去除。40 min时HA、SMP和HOA的去除率即高达95.24%、93.21%和92.96%。     

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。     

CeO_2/三维石墨烯催化臭氧氧化降解刚果红

采用原位氧化还原法制备了三维石墨烯负载型CeO_2催化剂(CeO_2/3D GN),采用XRD、FTIR、SEM、比表面积和零电荷点测定等方法对其进行了表征,并考察了CeO_2/3D GN非均相催化臭氧氧化降解水中刚果红染料的影响因素。表征结果显示:CeO_2/3D GN具有相互连通的三维网络结构;CeO_2纳米颗粒均匀地分散在石墨烯片层中;比表面积为190.89 m~2/g;零电荷点pH_(zpc)为7.36。实验结果表明:CeO_2/3D GN非均相催化臭氧氧化体系比单独臭氧氧化体系对刚果红溶液的脱色率提高了60.56百分点;连续5次重复利用CeO_2/3D GN,刚果红溶液脱色率为96.50%~98.00%;在臭氧流量为20 mg/min、催化剂投加量为1.5 g/L、初始溶液pH为7.00的最佳工艺条件下反应15 min,刚果红溶液脱色率可高达94.65%。     

炼油废水处理装置提标改造

对某炼油厂废水处理装置进行提标改造。在原炼油废水处理流程的基础上将接触氧化池改造为移动床生物膜反应器（MBBR）,将斜板沉淀池改换为高密度沉淀池,分别为新增曝气生物滤池（BAF）、催化臭氧氧化等深度处理工艺。改造后装置运行平稳,出水各项指标的6个月平均值：COD 25.2 mg/L,ρ（NH₃-N） 1.3 mg/L,TN 12.6 mg/L,TP 0.11 mg/L,满足《石油炼制工业污染物排放标准》（GB 31570—2015）的排放要求。改造后每年COD和NH₃-N消减分别约为240 t和44 t,环境效益显著。     

机械力化学活化HPW-TiO_2/膨润土光催化降解甲基橙

采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸(HPW)改性TiO_2,并固载于膨润土上,再经机械力化学活化,得到机械力化学活化HPW-TiO_2/膨润土(MCA-HPW-TiO_2/膨润土)复合光催化剂。采用XRD,SEM,EDS技术对复合光催化剂进行了表征,并将其用于甲基橙的紫外光催化降解。表征结果显示:活性组分TiO_2和HPW成功固载于膨润土上;在机械力化学活化作用下,膨润土层间结构遭到破坏,TiO_2的XRD特征峰形呈弥散状态。实验结果表明:机械力化学活化作用对HPW-TiO_2/膨润土的光催化性能提升效果显著;在酸性及近中性条件下MCA-HPWTiO_2/膨润土均具有较高的催化活性;在溶液p H 6.2、初始甲基橙质量浓度10 mg/L、反应时间180 min、MCAHPW-TiO_2/膨润土投加量1 g/L的条件下,甲基橙去除率达88.27%;该光催化降解过程符合一级动力学模型。