零价铁与过硫酸盐异相芬顿降解活性艳橙X-GN

采用零价铁(Fe~0)与过硫酸盐构建异相类芬顿体系,由Fe0腐蚀释放Fe~(2+)催化S_2 O_8~(2-)产生硫酸根自由基快速降解偶氮染料活性艳橙,考察了初始p H值、Fe~0投加量、过硫酸盐投加量和温度对降解过程的影响。结果表明,当活性艳橙初始浓度为100 mg/L、pH值为7、Fe~0投加量为0.5 g/L、过硫酸盐投加量为1 mmol/L和反应温度为30℃时,反应60 min后活性艳橙降解率达到92.6%。酸性条件和提高反应温度均有利反应的进行,而且活性艳橙的降解率在初始pH值为9时也高于90%。反应过程符合准一级动力学,表观反应速率常数k为0.0513 min~(-1)(30℃)。UV-Vis扫描显示,活性艳橙的发色基团在反应过程中被破坏。由Fe~0与S_2O_8~(2-)构成的异相Fenton体系可作为一种高效手段用于染料废水的处理。     

零价铁对脱色希瓦氏菌S12偶氮还原的促进作用

以脱色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)S12为实验菌株,研究了零价铁(ZVI)存在条件下微生物的厌氧偶氮还原特性及其最佳反应条件.结果表明,ZVI可显著促进菌株S12的厌氧偶氮还原速率.培养30 h后含有20 mmol.L-1微米级ZVI和S12菌的培养体系中,菌株S12对1 mmol.L-1苋菜红的脱色率达100%,比不含ZVI的S12菌培养体系和只含ZVI的体系的偶氮还原率分别提高了23.16%和94.66%;在额外含20 mmol.L-1甲酸钠的培养体系中,ZVI的存在也使S12菌对苋菜红的脱色率提高了20.54%.此外,ZVI的存在可显著提高培养体系对偶氮染料的耐受能力.在投加ZVI和菌株S12培养体系中,连续批量投加浓度为1 mmol.L-1的苋菜红可在276 h内实现11次有效脱色,而不含ZVI的S12菌培养体系中只能实现3次有效脱色.进一步的研究发现,ZVI与菌株S12协同培养体系的最适反应pH为9.0,最适ZVI投加量为60 mmol.L-1.与毫米级和纳米级ZVI颗粒相比,微米级ZVI颗粒具有更强的促进作用.本研究结果将为利用ZVI协同促进偶氮染料的生物治理效果提供科学参数.     

PMS/Cl^-体系中橙黄Ⅱ脱色的影响因素和机理

为考察橙黄Ⅱ在单过硫酸盐(PMS)/Cl^-体系中的脱色过程和脱色机理,研究了初始pH值、PMS初始浓度、Cl^-初始浓度、反应温度等因素对橙黄Ⅱ在PMS/Cl^-体系中脱色效能的影响,通过自由基猝灭试验和活性氯浓度的检测,确定了不同pH值条件下PMS/Cl^-体系中的主要活性氧化物种。结果表明:橙黄Ⅱ在PMS/Cl^-体系中的脱色受pH值的影响;橙黄Ⅱ在该体系中的脱色过程符合准一级反应动力学方程,增加PMS和Cl^-的初始浓度均能提高橙黄Ⅱ在PMS/Cl^-体系中的脱色率;升高反应温度有利于橙黄Ⅱ的脱色;体系中橙黄Ⅱ脱色过程的主要活性物种随着pH值的变化而不同,在酸性条件下体系中橙黄Ⅱ的脱色主要通过活性氯(主要为HOCl)的氯化作用实现,在碱性条件下体系中橙黄Ⅱ的脱色主要由单线态氧(1O2)的氧化导致。该研究结果可为染料废水的治理提供新思路。     

ZVI/EDDS/Air体系降解水中2,4-二氯酚的研究

建立零价铁(ZVI)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和曝气三者组成的类Fenton(ZVI/EDDS/Air)处理体系,考察了初始EDDS浓度、铁粉投加量、曝气速率、2,4-二氯酚(2,4-DCP)浓度、初始pH以及反应温度等对水溶液中2,4-DCP降解的影响.结果表明,该体系能有效降解2,4-DCP,并且其降解规律符合准一级动力学方程.在2,4-DCP质量浓度100 mg·L-1、EDDS浓度0.80 mmol.L-1、铁粉投加量20 g·L-1、曝气速率为2 L.(min.L)-1的最佳实验条件下室温反应1 h,2,4-DCP的降解率达到99%.ZVI/EDDS/Air体系对氯酚的降解较ZVI/EDTA/Air体系具有环境友好、反应条件温和,而且对2,4-DCP的降解效果好等优点.     

固定化无花果曲霉对弱酸猩红FG脱色研究

采用海藻酸钙法固定不同状态无花果曲霉(Aspergillus ficuum),形成活菌固定化小球和死菌固定化小球。并探讨了活菌固定化小球和死菌固定化小球在不同培养时间、温度、pH、染料浓度等条件下对偶氮染料弱酸猩红FG的脱色效果。试验结果表明:在温度为33℃、pH5.0、转速150r/min的条件下,经48h固定化无花果曲霉可达最佳脱色效果,脱色率达90％以上。固定化活菌的脱色效果明显优于死菌。固定化活菌脱色动力学试验表明:活菌固定化小球对不同初始浓度的弱酸猩红FG的脱色遵循零级反应。活菌固定化小球经3次脱色后能重复利用,脱色率仍达87.2％。     

光助Fenton反应降解水溶性染料曙红Y脱色研究

对水溶性染料曙红Y使用Fenton试剂结合光催化氧化降解褪色的过程进行了研究,对该反应的4种主要影响因素加以分析:染料浓度、Fenton试剂用量、光源、初始pH值。经过系列的研究分析得出了曙红Y降解的最佳降解条件,并对Fenton试剂光催化氧化反应机理进行了初步探讨。实验结果表明:太阳光照射能有效地促进曙红Y的降解褪色(脱色率大于95%),明显缩短褪色时间,节约氧化剂的用量。当Fe2+浓度在3.50×10-5~7.19×10-5mol/L之间以及H2O2的摩尔量为染料摩尔量的50~100倍时,太阳光光照能有效地促进0.10 g/L以下浓度的曙红Y的降解。     

针铁矿/H_2O_2体系对染料橙黄Ⅱ光化学脱色的实验研究

以针铁矿(α-FeOOH)为光催化剂,在金属卤灯(λ≥365 nm)照射下,对α-FeOOH与H2O2组成的非均相Fenton体系内橙黄Ⅱ的脱色进行了研究。考察了初始pH值、α-FeOOH用量、H2O2浓度和反应时间对橙黄Ⅱ脱色过程的影响。结果表明,在α-FeOOH用量为0.3 g/L,H2O2浓度为6 mmol/L,pH 3.0时,橙黄Ⅱ的脱色效果最好,光照90 min后脱色率达到99.4%。橙黄Ⅱ的光降解反应动力学符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学方程。对不同时间溶液中的总有机碳(TOC)监测,结果表明体系中橙黄Ⅱ的矿化率较低,通过对溶液中铁(Fe2+和总铁)溶出的测定,说明可能的反应涉及针铁矿表面的铁循环。     

酸度对染料臭氧化脱色效果及溶液毒性的影响

研究了20种染料溶液在臭氧氧化过程中吸光度的变化以及pH对氧化速率的影响,应用发光菌毒性检测法测定了活性翠兰KN-G,直接混纺大红D-GLN和酸性橙Ⅱ三种染料溶液在臭氧氧化过程中的急性毒性. 结果表明:臭氧氧化20种染料的脱色过程符合一级反应动力学,其相关系数(R2)均大于0.950 0,反应溶液的初始pH对染料的脱色率有一定的影响. 染料溶液初始浓度相同时,pH为2的酸性条件更有利于染料的降解,在前45 s,酸性溶液脱色率比中性溶液高出了6%～25%. 在臭氧氧化染料溶液的过程中,溶液接近无色时,毒性较大,但随着氧化的进行其毒性逐渐降低.      

Enterobacter sp. CV-v对甲基橙的脱色特性与条件优化

从浙江温州分离筛选到1株甲基橙高效脱色菌株CV-v,经16S rRNA基因序列分析表明,该菌株属于Enterobacter sp.属.单因素实验结果表明:当pH值在5.0~9.0之间时,培养48h以后,该菌株对甲基橙的脱色率均在80%以上;脱色的最适温度范围为30~40℃之间;所测碳源中的葡萄糖和麦芽糖、氮源中的牛肉膏和酵母粉对脱色的促进效果最为显著,且Ca2+和Mg2+也对脱色有显著的促进效应;此外,当接种量达到7%(V:V)以后,48h的脱色率即可达近100%.响应面设计实验结果显示,该菌株对甲基橙脱色的最优操作条件为:pH 8.0,葡萄糖1.7g/L,酵母粉3.0g/L,氯化镁3.0mmol/L及培养温度35.9℃.验证实验结果表明在最优条件下,该菌株在10h内对甲基橙的脱色率可达88.0%.总体而言,该菌株在偶氮染料脱色中的应用潜能较大.     

花状软锰矿的超声合成及其对亚甲基蓝的脱色性能

首次通过操作简便成本低廉的超声方法合成花状软锰矿(MWs).采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能量散布分析仪(EDS)等测试手段对其结构和形貌进行表征.研究了MWs对偶氮染料亚甲基蓝(MB)的脱色性能,考察pH值、反应时间、MWs投加量以及MB初始浓度等影响因子对脱色效果影响.结果表明,MWs对MB具有优良的脱色性能,90min达到近100%的脱色率,无需使用H2O2或者UV灯和超声等其它辅助设备,这明显优于其他催化剂,如Mn3O4/H2O2需3h达到99.7%最大脱色率、ZnS/CdS在光照下需6h最大脱色率仅为73%、硫改性的TiO2光照下需4h才能达到近100%的脱色率.     

Degradation of Reactive Yellow 86 with photo-Fenton process driven by solar light

The decolorization of Reactive Yellow 86(RY 86),one of reactive azo dyes,was investigated in the presence of Fenton reagent under solar light irradiation.The decolorization rate was strongly influenced by pH,initial concentrations of H 2 O 2 and Fe(II),and so on.An initial concentration of 40 mg/L was decolored more than 90% after 20 min under optimum conditions.The activation energy of the solar photo-Fenton reaction was 1.50 kJ/mol for RY 86 in the temperature range of 10-60°C.In the kinetic study,the rate constant of RY 86 with OH· radicals could be estimated to be 1.7 × 10 10 L/(mol·sec).The decolorization efficiency of RY 86 under solar light irradiation was comparable to the artificial light irradiation.The decrease of TOC as a result of mineralization of RY 86 was observed during photo-Fenton process.The rate of RY 86 mineralization was about 83% under UV irradiation after 24 hr.The formation of chloride,sulfate,nitrate and ammonium ions as end-products was observed during the photocatalytic process.The decomposition of RY 86 gave two kinds of intermediate products.The degradation mechanism of RY 86 was proposed on the base of the identified intermediates.     

活性黑5高效脱色菌的固定化及其脱色特性研究

采用海藻酸钙包埋法固定活性黑5高效脱色菌,通过正交试验确定固定化的最优条件,考察了pH、温度、初始染料浓度和重复利用次数等因素对固定化菌体脱色特性的影响,同时通过投加固定化颗粒处理模拟染料废水研究其生物强化作用。结果表明,最优固定化条件为海藻酸钠浓度3%,CaCl2浓度2%,菌体量与包埋剂量之比2:1;固定化颗粒对染料脱色的最适pH为8左右,最适温度为30℃,具有耐低温、染料浓度耐受极限高和可重复利用等特性,但在强碱性、高温和重复利用多次后,其机械强度降低;固定化菌体对以葡萄糖为外加碳源的染料废水的脱色效果较好,且浓度以1 g/L为宜,在厌氧污泥反应器中投加固定化颗粒对染料去除效率有所提高。     

电凝聚法对活性红241染料废水脱色实验的研究

通过实验研究了铁阳极电凝聚法对活性红241废水的脱色处理效果,考察了电流密度、染料溶液初始pH值、电介质浓度及种类、温度、染料浓度对染料脱色效率的影响,结果表明:在一定实验条件下活性红241模拟废水的脱色效率达97%;电流强度、染料浓度、电解液初始pH值、电解液温度、电解质的浓度及种类对脱色效率均有不同程度的影响;以铁为阳极的原位电凝聚处理活性红241模拟废水混凝过程中主要作用机理以吸附电性中和为主;电凝聚过程中活性红241发生了阴极还原反应.     

铁阳极电解脱色直接黄11染料模拟废水

研究采用铁为阳极电化学法处理直接黄11染料模拟废水脱色性能的影响进行研究。影响因素包括:电流密度、pH值、染料浓度和电解质浓度。研究结果表明,电流密度大有利于染料废水脱色,但能耗消耗大;初始溶液在中性条件下不仅取得很好的处理效果,而且脱色能耗较低;随着染料初始浓度增加脱色率和脱色能耗降低的趋势;随着电解质浓度升高染料脱色率下降的趋势,脱色能耗先减少,然后缓慢增大。在染料初始浓度50 mg/L、pH值为7.11、电流密度2.083 mA/cm2、电解质Na2SO4浓度0.01 mol/L、温度20℃、搅拌速度600 r/min、电解时间60min条件下,脱色率达到92.2%,脱色能耗1.709 kW.h/kg染料。     

铁系混凝剂对大红染料废水处理效果研究

采用Fe(NO)3.39H2O和FeSO.47H2O混凝剂处理模拟大红染料废水,通过改变各药剂投加量及废水pH值,考察其对废水COD和色度的去除效果。实验结果表明:两种混凝剂在处理大红染料废水中都表现出了较好的脱色性能,而Fe(NO3)3.9H2O的去除性能较FeSO.47H2O更为优越。Fe(NO)3.39H2O对染料废水的脱色作用十分显著,所有的脱色率都在86%以上。当投加量为0.18 g时,脱色率达最大值93.3%;当投加量为0.24 g时,COD去除率为63.6%。FeSO.47H2O对废水色度的去除效果好于COD的去除。其最佳投加量为1.5 g,此时,脱色率达82.4%;当投加量为0.9 g时,COD去除率为51.8%。Fe(NO)3.39H2O在pH为5.0~9.0之间处理效果都较好,当pH=8时,其脱色率最高,为93.4%;FeSO.47H2O在pH为6.0~8.0之间最佳,当pH=8时,脱色率最高为83.2%。     

零价铁和微波预处理组合强化污泥厌氧消化

以中温(100℃)常压的微波预处理结合零价铁投加为对象,考察了低投加量5. 19～41. 51 g·kg~(-1)(以TS计)、高投加量83. 35～853. 46 g·kg~(-1)(以TS计)下的零价铁对微波预处理污泥厌氧消化的进一步强化作用.结果表明,微波预处理与零价铁组合可使污泥厌氧消化产甲烷潜势提升17%～23%.零价铁对微波预处理后污泥厌氧消化具有一定的促进作用,且提升了厌氧消化初期(1～4 d)产甲烷速率,零价铁投加量为31. 13 g·kg~(-1)(以TS计)时,产甲烷潜势提升了7. 42%,反应第2 d的产甲烷速率提高了11. 02%.高投加量的零价铁并未表现出更好的强化效果.零价铁促进了厌氧消化初期溶解性有机物的释放,投加量为31. 13 g·kg~(-1)(以TS计)时,溶解性蛋白质较单独预处理组提高21. 16%,并且零价铁投加加快了乙酸、异丁酸、异戊酸的消耗.零价铁的投加,导致上清液中的磷酸根和硫酸根浓度降低,相应地,上清液中铁元素的浓度反而下降,说明零价铁的形态转化后,易与磷酸盐、硫反应形成沉淀,这可能是铁投加作用效果不明显的重要原因.     

红芝所产漆酶对蒽醌染料的脱色研究

以红芝Ganoderma lucidum发酵所得漆酶粗酶液对蒽醌染料进行脱色实验,分别考察了反应时间、染料浓度、温度、pH、转速等条件对蒽醌染料脱色的影响。结果表明,红芝漆酶粗酶液对蒽醌染料具有很好的脱色效果,脱色的适宜条件为:染料浓度150mg/L、反应温度40℃、pH值3.5。在上述条件下反应8h,蒽醌染料脱色率可达90%左右,摇床转速对染料脱色影响不大。     

介体厌氧催化活性艳红K-2BP脱色及构效特性研究

研究了筛选出的4种结构相似的醌类氧化还原介体对活性艳红K-2BP厌氧脱色的促进作用,并分析了介体促进效果与其化学结构活性相关性. 在35℃中温厌氧条件下,采用间歇批量实验法,测定不同体系中介体催化活性艳红K-2BP脱色效果.结果表明,①结构相似的醌类氧化还原介体蒽醌(AQ)、1,5-二氯蒽醌(1,5-AQ)、1,8-二氯蒽醌(1,8-AQ)和1,4,5,8-四氯蒽醌(1,4,5,8-AQ),均促进活性艳红K-2BP脱色,反应速率提高了1.4～3倍;②当醌类介体投加浓度为4 mmol·L^-1,活性艳红K-2BP染料浓度为300 mg·L^-1时,促进作用由大到小的顺序为:1,8-AQ>1,5-AQ>AQ>1,4,5,8-AQ;③ 当活性艳红K-2BP染料浓度为300 mg·L^-1时,1,8-AQ促进效果最佳且脱色速率常数随1,8-AQ浓度的增加而增加呈线性关系;④介体促进效果与介体取代基团数量、位置和电子共轭效应相关.本研究初步建立了氧化还原介体定性/定量构-效关系数学模型,探究和完善非水溶性氧化还原介体催化强化理论体系.     

工业铁屑(零价铁)还原硝基苯影响因素研究

通过静态试验,研究了初始硝基苯浓度、零价铁含量和pH值对零价铁还原硝基苯的影响.结果表明,在pH值为7,硝基苯初始浓度为311.25mg/L条件下,零价铁含量分别是100、50和25g/L时,硝基苯的降解速率常数分别是-0.02991、-0.0165和-0.00783min-1,零价铁含量越大硝基苯的降解速率越大;在pH值为7,零价铁含量为50g/L条件下,硝基苯的初始浓度分别是127.5,311.25,467.01mg/L时,硝基苯的降解速率常数分别是-0.01532、-0.01235和-0.00891min-1;在硝基苯初始浓度为311.5mg/L,零价铁含量为50g/L条件下,pH值为2.94时,硝基苯的降解速率最大,pH值为7其次,pH值为11.89时的降解速率最小,酸性环境利于零价铁还原硝基苯的进行.由此可见,硝基苯浓初始浓度、零价铁含量和pH值对硝基苯的还原具有重大影响.     

羧甲基壳聚糖和稀土联合使用处理印染废水

为提高印染污水处理效果,以羧甲基壳聚糖和硝酸镧为絮凝剂,研究了羧甲基壳聚糖和硝酸镧联合使用时羧甲基壳聚糖和硝酸镧的投加量、溶液pH、温度、沉淀时间对印染污水的脱色率、除浊率、氨氮去除率和COD去除率的影响。实验结果表明,当羧甲基壳聚糖浓度为400mg/L,稀土硝酸镧浓度为20mg/L,反应温度45℃,pH2.5,沉降时间为4h时对印染污水的脱色率和除浊率分别是95%、96.69%,COD的去除率80%,氨氮去除率70%;羧甲基壳聚糖与硝酸镧联合使用的絮凝效果优于单独使用羧甲基壳聚糖。