光电芬顿氧化法深度处理垃圾渗滤液研究

采用光电芬顿氧化法对北京市某垃圾填埋场已经生化处理后的垃圾渗滤液进行深度处理，分别考察了电流强度和铁的不同价态等因素对渗滤液总有机碳（TOC）、化学需氧量（COD）以及色度去除效果的影响，并对阳极氧化、电芬顿和光电芬顿不同反应过程进行了对比。通过分析渗滤液UV-Vis光谱(200～500 nm)变化和渗滤液中有机污染物的分子量变化，发现光电芬顿反应可以明显改善渗滤液生化性。深入研究了反应过程中铁价态的变化规律。试验结果发现，以高比表面积的活性炭纤维(ACF)为阴极的光电芬顿反应可以有效降解垃圾渗滤液，在pH为3，Fe²⁺ 浓度为1 mmol/L，电流为0.5 A，O₂通入量为250 mL/min条件下降解360 min，垃圾渗滤液TOC和COD去除率分别达到78.9%和62.8%，色度完全去除。     

BDD电极阳极氧化垃圾渗滤液纳滤浓缩液

实验研究了电化学技术阳极氧化垃圾渗滤液纳滤浓缩液,比较了不同阳极种类、电流密度和极板间距对污染物降解的影响。结果表明,掺硼金刚石(boron-doped diamond,BDD)薄膜电极作为阳极,比钛基镀钌铱(Ti-RuO2-IrO2)和钛基镀铂(Ti-Pt)电极作为阳极时,有机物的矿化更为迅速。选用BDD电极作为阳极,不锈钢电极作为阴极,随着电流密度的增加(10~100 mA/cm2),TOC去除率随之提高,极板间距的改变(2~12 mm)对TOC的降解影响较小。BDD阳极氧化6 h后,浓缩液的TOC去除率达到94%。研究表明,BDD电极阳极氧化技术可有效地处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液,可将其应用于高毒性难生物降解的有机废水的处理工艺中。     

吸附-电化学氧化耦合处理对氯苯酚废水及动力学

以毡状活性炭纤维为阳极,不锈钢为阴极,吸附-电化学氧化耦合降解对氯苯酚废水进行了研究。考察了吸附或耦合电化学氧化过程、电流密度、支持电解质硫酸钠浓度和活性炭纤维重复使用对废水COD去除率的影响,结果表明,采用吸附-电化学氧化耦合方法,当电流密度7.6 mA/cm2支持电解质（硫酸钠）浓度为1 g/L,处理时间为180 min,4-CP废水COD去除率可达97.09%。毡状活性炭纤维对4-CP的静态吸附过程符合Langmiu吸附等温方程。建立了吸附-电化学氧化COD去除动力学模型,动力学模型参数表明,对于COD的去除,电化学氧化作用比吸附作用大。     

电-Fenton法预处理干法腈纶生产废水

以Ti金属网为阴极,Ti基RuO2涂层形稳电极为阳极,采用外加H2O2和Fe2+的方式,研究了电-Fenton氧化预处理干法腈纶生产废水的工艺,考察了H2O2投加量、Fe2+投加量、pH值和电流强度等因素对污染物降解过程的影响,分析了废水可生化性和污染物变化规律。结果表明,电-Fenton法可以有效降解废水中有机污染物,使废水COD迅速降低,在初始pH值为3.0,Fe2+投加量为5.0 mmol/L,H2O2投加量为60.0 mmol/L,电流强度0.2 A的条件下,反应120 min后COD去除率可以达到44.0%以上;反应过程中H2O2的投加方式对电-Fenton法的处理效果具有明显影响,H2O2分6次投加可以使COD去除率由一次性投加时的44.8%提高至54.1%;处理后废水的BOD5/COD由0.29升高至0.68;GC-MS结果表明,经电-Fenton法预处理后,废水中多数芳香族化合物和特征污染物能被有效降解。     

电-Fenton法处理制药中间体废水的研究

采用电-Fenton法对麻醉药瑞芬太尼合成过程中的中间体1-苄基-4-氨甲酰基-4-苯胺基哌啶(简称酰胺,AMIDE)模拟废水进行了降解研究,结果表明,在以石墨为阴极、铁为阳极的模式下,当pH为3、电解电压为3 V、投加H_2O_2浓度为10 mmol/L时,室温下电解浓度为20 mg/L的酰胺废水60 min后,酰胺的去除率高于99%,TOC去除60%。通过紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)及HPLC检测酰胺的降解产物,说明电-Fenton法能使废水中目标化合物的环结构破坏,快速而完全地转化为小分子,但不能使其全部矿化。本研究可为电-Fenton法在处理该类药物合成废水中的实际应用提供重要的理论依据。     

电催化氧化法处理染料废水的影响因素及动力学

以钛涂膜极板为阳极、石墨极板为阴极、Fe2O3/γ-Al2O3为多相催化剂,构建电-多相催化氧化体系,研究了该体系对酸性大红模拟染料废水中COD的去除效果及其影响因素,优化了实验条件,并初步探讨了COD的降解机理。结果表明,在槽电压20 V,pH 4,曝气量0.24 m3/h,极板间距3 cm的条件下,COD的去除率最高,达到64.5%;COD的降解近似符合一级动力学方程:ln(C0/C)=0.0034t+0.719。在电-多相催化氧化体系中,废水中的有机物被直接矿化或降解为小分子有机物。     

活性炭吸附-Fenton氧化处理高盐有机废水

采用活性炭吸附-Fenton氧化耦合工艺处理高盐度难降解有机废水的性能。考察了不同工艺参数对活性炭吸附及Fenton氧化对高盐有机废水处理效率的影响。结果表明,采用活性炭单独处理时,在pH=6.0,活性炭投加量为9.0g/L,吸附时间为60 min条件下,COD去除率最大,达到47.5%。活性炭吸附处理后,废水再采用Fenton氧化处理,在FeSO4.7H2O投加量为3.0 g/L,H2O2投加量为4.7 g/L,反应时间为30 min条件下,COD去除率最大,达到84.4%。整体而言,经过活性炭吸附和Fenton氧化处理后,废水COD由初始浓度13 650 mg/L降至560 mg/L,去除率达到95.9%。活性炭吸附-Fenton氧化耦合工艺适合高盐度难降解有机废水的处理。     

油田压裂返排液的电化学处理

为探究电絮凝和电化学氧化法处理油田压裂返排液的机理,采用响应面法拟合了反应过程,考察了电化学反应动力学、活性物质以及电极板的形貌和成分的变化。结果表明,电絮凝和电化学氧化法的响应面模型相关性显著,精确度和可信度均在合理范围内,在最优实验条件下其对应的COD去除率分别可达88.2%和100.0%;压裂返排液经电絮凝和电化学氧化处理后去除COD的动力学分别适用于零级和一级动力学模型,反应速率常数分别为4.49 mg·(L·min)^-1和0.005 4 min^-1;电絮凝和电化学氧化处理压裂返排液起主要作用的活性物质分别是OH·和O₂·^-;电絮凝反应后,阳极和阴极表面分别附有碳酸钙和絮体有机物,电化学氧化反应后,阳极和阴极表面分别覆盖着致密的有机污染物和钙镁碳酸盐。     

电化学氧化组合工艺处理垃圾渗滤液

垃圾渗滤液是一种成分复杂、毒性较强且难处理的废水之一。实验采用混凝沉淀-厌氧-电解-好氧一体化组合工艺处理垃圾渗滤液,探索了混凝沉淀池和电解池的运行参数对垃圾渗滤液处理效果的影响,并分析了组合工艺对于6种重金属(Cu、Zn、Cd、Cr和Ni)的去除效果。实验结果表明,以PAC为混凝剂PAM为助凝剂时,投加量分别为1.2 g/L和1mg/L,COD去除率可达57%。电化学工艺阶段,在p H为6.0,电流密度15 m A/cm2,Cl-浓度2 200~2 400 mg/L,电解2.5h,垃圾渗滤液的COD去除率达55.4%。一体化电生物滤池对于重金属的去除具有明显的效果,Cu、Cd和Zn去除率达100%,Ni去除率超过90%,Cr去除率超过80%,COD整体去除率达94%;NH+4-N去除率达97.2%;TN去除率达73.6%。混凝沉淀-厌氧-电化学-好氧的组合工艺来处理垃圾渗滤液,能够有效地去除水体中的重金属及COD、NH+4-N。     

微波强化氧化处理垃圾渗滤液工艺研究

考察了最优作用方式下单独微波、单独氧化剂以及两者的结合工艺对垃圾渗滤液的处理效果。单独微波工艺在功率为700 W,辐射10 min,COD、氨氮、磷和色度去除率分别为37.66%、96.14%、40%和80%,BOD5/COD由0.16增加到0.43。渗滤液先微波再氧化,氨氮去除率增加显著,节省了氧化剂用量。微波后渗滤液在pH=5,T=50℃,NaClO=24 mL/L时COD、氨氮、磷和色度去除率分别为98.63%、99.67%、97.25%和98%,BOD5/COD=0.8。总处理效率:微波-NaClO微波-Fenton微波-KMnO4微波-H2O2,微波-Fenton处理效率低于微波-NaClO主要取决微波后滤液中小表观分子质量增加导致氧化剂的混凝作用减弱,其次受反应后pH值变化的影响。     

掺硼金刚石三电极系统处理垃圾渗滤液实验研究

实验以掺硼金刚石电极为阳极构建三电极系统处理稳定的垃圾渗滤液。考察了稀释比、初始pH值、电流密度和极板间距4个因素对垃圾渗滤液污染物去除率的影响。实验结果表明,电流密度、稀释比是影响电化学氧化垃圾渗滤液的主要因素,极板间距、初始pH值对电化学氧化垃圾渗滤液的影响较小。在稀释比为1∶2、电流密度为75 mA/cm2、pH值未调节、极板间距为10 mm最优工况时,经过5 h电化学氧化后NH+4-N、COD均能完全去除;NH+4-N、COD去除率分别满足线性方程y=21.759t、y=20.717t,对应的线性相关系数为0.9923和0.9925。最优工况条件下,BDD电极电化学氧化垃圾渗滤液的能耗为260 kWh/m3。     

酸析-Fenton氧化法处理采气废水

采用酸析-Fenton氧化法对川西某气井采气废水进行降解处理研究,考察了pH、Fenton试剂配比、投加量及反应时间等主要影响因素对采气废水处理效果的影响,并选用气相色谱-质谱仪器(GC-MS)对酸析-Fenton氧化法处理前后水样的成分进行定性分析.结果表明,酸析-Fenton氧化法最佳实验条件:pH为l,H2O2/COD为7,H2O2/Fe2+(摩尔比)为3,反应时间为120 min;在最佳实验条件下COD、SS、油类物质、色度的去除率分别为81％、99％、95％、99％;对比处理前后水样的GC-MS图谱,表明在质谱扫描范围内,处理前后水样中物质成分变化较大,酸析-Fenton氧化技术对采气废水中难降解有机物的去除效果明显.     

电化学氧化法处理含盐苯醌模拟废水

利用钛基二氧化铅电极(Ti/PbO_2)作为电催化活性阳极,通过电化学氧化技术对苯醌进行降解矿化,考察常见共存无机盐对苯醌废水降解效率的影响。结果表明,NaCl存在下苯醌废水溶液的COD去除率相比硝酸盐提高了62%,相比硫酸盐提高了45%,NaCl能够显著增强电氧化去除苯醌的电流效率。苯醌的降解对氯离子非常敏感,存在少量的氯离子即可以引起氧化效率明显增加。氯离子浓度越高,苯醌模拟废水的COD去除率越高;但当氯离子浓度高于0.3mol·L~(-1)时,COD去除率反而有所下降。pH为8的弱碱性环境更有利于含氯离子苯醌废水的电氧化降解反应。提高电流密度可增大COD去除率;但升高温度会降低COD去除率。在pH为8、NaCl浓度为0.3 mol·L~(-1)、电流密度为10mA·cm~(-2)、温度为20℃的条件下,初始浓度为100 mg·L~(-1)的苯醌经3 h电化学氧化降解后COD去除率可达80.9%。通过高效液相色谱对电氧化降解苯醌的中间产物进行分析,发现氯离子存在下苯醌的降解速度显著提高,中间产物顺丁烯二酸的生成速度更快,这说明由氯离子生成的强氧化剂对苯醌具有极强的开环能力。     

垃圾渗滤液生物处理出水的深度处理组合工艺

采用"混凝-电解氧化-完全混合式活性污泥法(CSTR)"组合工艺深度处理垃圾渗滤液生物处理出水。探索了工艺的组合及各种工艺操作条件对垃圾渗滤液深度处理效果的影响,并对其影响机理进行了初步探讨。结果表明,以PAC为混凝剂时,在pH和药剂(有效成分)投加量分别为6.0和600 mg/L条件下,渗滤液COD去除率达到50%,有效降低了难溶惰性COD含量,缩短了后续电化学处置时间。混凝工艺后,采用电化学工艺处理,在最优工艺条件下:pH为6.0、电流I为1.2 A(电流密度为18.18 mA/cm2)、Cl-投加量为1 000 mg/L、极板距离为2 cm,电解30 min渗滤液COD去除率达到36%,同时,难降解有毒物含量明显降低,渗滤液可生化性TbOD/COD由10%提升至最大值64%。最后采用CSTR处理渗滤液电解出水,系统出水COD、氨氮和色度分别为100~150 mg/L、7~13 mg/L和25倍,为反渗透(RO)工序提供了良好的水质条件。     

三维电极电化学氧化法深度处理DOP生产废水的研究

采用以铁板作阴、阳极,活性炭作填充粒子的三维电极电化学氧化法深度处理DOP生产废水。探讨了废水的pH、槽电压、极板间距、活性炭投加量和反应时间等因素对COD去除率的影响,并通过正交实验确定了处理DOP废水的最佳工艺条件,还对COD的降解动力学规律进行了初步探讨。结果表明,三维电极电化学氧化法处理DOP生产废水的最佳工艺条件为:pH值为5、电极间距为4 cm、槽电压为25 V、活性炭投加量为12 g/L、电解时间为90 min。在此条件下,COD去除率可达71.5%,出水COD浓度为50.9 mg/L,达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准。三维电极电化学氧化法对COD的降解反应呈表观一级反应,降解速率方程为C=C0e-0.0124t。     

臭氧氧化法深度处理生活垃圾焚烧厂沥滤液

采用臭氧氧化法对生活垃圾焚烧厂沥滤液经生化处理后的废水(称沥滤液生化处理水)进行深度处理。实验结果表明,COD降解速率随废水pH的提高明显增加,其中pH=10.5时的COD降解速率常数约为pH=4时的5.8倍。在臭氧投量为52.92 mg/min、pH=10.5的条件下反应70 min后,UV254和COD去除率分别达到84.7%和59.3%。向反应体系投加叔丁醇后COD去除率下降了约15%,由羟自由基氧化去除的COD占总COD去除量的26.7%。毒性实验结果表明,沥滤液生化处理水的96 h-EC50为38%,经臭氧氧化进一步处理后出水的96 h-EC50为77%,表明经臭氧深度处理后沥滤液生化处理水的毒性明显降低。     

电-Fenton法处理页岩气压裂返排液

页岩气开发压裂返排液处理是近年的研究热点,本文采用电-Fenton氧化技术对压裂返排液絮凝出水进行深度处理研究,主要考察了H2O2投加量、pH值、电压和反应时间对COD去除效果的影响。通过正交实验和单因素影响实验,确定电-Fenton氧化处理絮凝出水的适宜条件为:H2O2投加量为40 mL·L~(-1)、pH=3、电压6 V和反应时间60 min。在此条件下,出水COD为71.3 mg·L~(-1),COD去除率达到62.5%。实验结果表明化学絮凝—电-Fenton氧化是页岩气压裂返排液达标外排的一种适宜处理工艺。     

氧分压对催化湿法氧化法去除垃圾渗滤液TOC的影响

采用催化湿法氧化法 ( CWAO)降解垃圾填埋场渗滤液 ,研究了不同温度下氧分压对去除渗滤液中总有机碳 ( TOC)的影响。结果表明 ,2 4 0℃以下 ,氧分压升高 ,TOC去除率缓慢上升 ,2 6 0℃以上时 ,大于 1.5 MPa的氧分压对去除 TOC效率的影响较小 ,即进一步实验所需最佳氧分压为 1.5MPa。此外 ,不同氧分压下 CWAO降解垃圾渗滤液的动力学符合 Elovich方程     

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。     

电-Fenton法预处理青霉素废水的降解规律研究

研究电-Fenton法预处理青霉素钠(penicillin G sodium,PGN)模拟废水的降解规律,分析预处理过程中PGN浓度、COD、TOC的变化情况及BOD5/COD改善情况.当T=20℃、pH=3时,投加0.5g/L FeSO4、0.2 mL/L H2O2,于0.3 A电流下降解浓度为100 mg/L的PGN废水,120 min后PGN去除97.9%,COD去除76.7%,TOC去除59.8%,BOD5/COD由0升至0.4,有效提高了废水的可生化性.以红外光谱(infrared spectrogram,IR)和液相色谱-质谱联用(Liquid chromatogramMass chromatogram,LC-MS)检测青霉素钠的降解产物,说明青霉素钠抑菌的关键结构b-内酰胺环被破坏,抗菌性消失,有助于生物处理有效去除.