活性艳蓝X-BR染料废水电化学脱色及其机理研究

采用电凝聚技术,对活性艳蓝X-BR模拟染料废水的电凝聚脱色过程进行研究,考察各种参数对脱色效果的影响,并对其脱色机理进行了初步分析.研究表明:采用电凝聚方法可以使活性艳蓝X-BR模拟染料废水的色度得到有效去除;处理时间、电解电压、废水初始浓度、初始pH值、搅拌强度、添加电解质浓度、极板间距等参数均对处理效果有影响,在最...     

不锈钢基PbO_2电极的制备及其降解活性艳兰的研究

采用电沉积法制备不锈钢基PbO2电极。采用SEM、XRD、XPS等方法对电极的表面形貌、元素组成及元素化学态进行表征和分析。对不锈钢基PbO2电极电催化氧化活性艳兰模拟废水的脱色效果进行研究,结果表明:当电流密度为40 mA/cm2、无水硫酸钠浓度为0.04 mol/L,电解25 mg/L的活性艳兰模拟废水15 min,脱色率可以达到95%以上。     

异步周期换向电凝聚法处理活性艳蓝X-BR模拟染料废水及其机理研究

针对传统电凝聚法处理废水过程中易出现的电极表面钝化和极化而影响处理效果的现象,采用铝和铁板作为两极同步换向方法,通过周期性改变电流方向使电极钝化和极化现象得以减缓或消失,并实现两极均可溶,利用铝、铁系无机絮凝剂共存时可提高处理效果的特点,对活性艳蓝X-BR模拟染料废水进行处理;通过正交试验,获得了该方法的最佳处理条件.在此基础上,为避免金属铝成分在废水中出现剩余影响水质,采用异步周期换向方式加以改进,考察了铝、铁电极不同通电时间对处理效果的影响,并利用紫外-可见光分光光度法、高效液相色谱法、ICP法、高分辨质谱技术、激光粒度分析仪等手段对废水处理过程主导因素和污染物去除机理以及该方法对强化处理效果的作用机理进行了分析.研究表明,最佳条件下采用异步换向周期电凝聚法处理活性艳蓝X-BR模拟染料废水30 min可使模拟废水脱色率接近100%,COD去除率可达76%以上;处理过程中起主导作用的是电凝聚过程而非电氧化还原过程;除大部分染料分子被电凝聚气浮或沉降导致脱色外,其余的活性艳蓝X-BR染料分子在电解作用下首先断裂生成了1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸根,之后1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸根又被直接絮凝上浮或沉降,或者在氢离子作用下发生了加氢反应使双键消失而脱色,模拟废水脱色是上述作用的综合结果.采用改进后的异步周期换向电凝聚法可以使铝铁离子凝聚过程形成的絮体具有更为合理的粒度和结构特性,从而更易于被去除,因此处理效果略优于同步换向和定向电流电凝聚过程,且可以实现处理后废水中铝离子含量降低到无法检出,避免其在处理后的废水中出现剩余影响水质.     

电凝聚法处理活性艳橙X-GN染料模拟废水工艺参数的正交试验优化研究

以活性艳橙X-GN染料废水为研究对象,通过正交试验和极差法对处理过程各影响因素进行研究和分析,考察各影响因素对脱色效果的影响程度,并确定处理模拟废水的最佳工艺参数。研究表明,处理过程中6种因素对电解活性艳橙X-GN模拟染料废水脱色的影响程度依次为:电解时间(A)>电解电压(B)>搅拌强度(D)>电解质浓度(F)>初始p H(C)>初始浓度(E);最佳处理条件为电解时间15min,电压12V,初始p H值10,初始浓度800mg/L,搅拌速度1000r/min,电解质浓度0.10mol/L;在此条件下经多次实验脱色率平均值可达99.06%。     

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.     

电絮凝法处理活性染料废水的能耗分析

以活性黑KN—B模拟染料废水为例,采用自行设计的周期换向电源,铝板和铁板为反应电极,对周期换向电凝聚法处理单位质量染料的能耗进行研究,分析了反应时间、电极电压、换向周期、电解质浓度、极板间距、初始染料浓度及搅拌速度对处理单位质量染料能耗的影响。结果表明：周期换向电凝聚法处理相同质量活性黑KN—B染料有效地降低了电能消耗,很大程度上克服了以往电化学法处理染料废水能耗大的缺点,在最优的实验条件下,脱色率最高可达99．62％,此时的电能消耗为24．71kW·h／kgdye。     

周期换向电凝聚法处理模拟染料废水的能耗分析

在前期研究获得周期换向电凝聚法处理活性艳蓝X-BR模拟染料废水过程的最佳参数基础上,依据法拉第第一定律,通过考察模拟染料废水过程中溶解的金属数量和精确测量的电子转移数量,确定废水处理过程中的能耗情况。通过研究可知,采用PCEM方式处理活性艳蓝X-BR模拟染料废水时,反应时间为20min时,铁极板消耗的质量为745.88g/kg(dye),铝极板消耗的质量为239.34g/kg(dye),所消耗的电能是1.558w·h,处理单位质量染料电能消耗为:7144.50w·h/kg(dye)。     

铁阳极电凝聚法处理活性红241染料废水能耗分析

对铁阳极电凝聚处理活性红241染料废水过程影响电能消耗的影响因素进行了考察.结果表明:电流密度、染料废水初始pH、染料废水温度、电解质浓度以及染料浓度的变化均能对能耗和脱色效率产生较大影响;电流效率受电流密度、染料废水初始pH、电解质浓度的影响较大,受染料废水温度和初始浓度影响不大;对于浓度为50 mg/L的活性红241染料废水,在电流强度为12.5 A/m2、电解温度为25 ℃、硫酸钠浓度为0.01 mol/L、pH为7.53、电解时间为60 min的实验条件下,染料废水脱色率达92.7%,电能消耗为1.53kWh/kg dye,电流效率为94.2%.     

周期换向电凝聚法处理活性嫩黄X-6G模拟染料废水研究

分别采用铝和铁板作为两极,通过周期性改变电流方向使电极钝化和极化现象得以减缓或消失,并实现两极均可溶,利用铝、铁系无机絮凝剂共存时可提高处理效果的特点,对活性嫩黄X-6G模拟染料废水进行处理;通过单因素条件实验,获得了该方法的最佳处理条件。利用紫外-可见光分光光度法和飞行质谱等手段对废水处理过程的脱色反应机理进行了分析。研究表明:最佳条件下,采用周期换向电凝聚法处理活性嫩黄X-6G模拟染料废水30 min,可使模拟废水脱色率达到98%以上,COD去除率可达77%以上;处理过程中除大部分染料分子直接被电凝聚气浮或沉降导致脱色外,部分活性嫩黄X-6G染料分子在电解作用下首先断裂成不同结构的中间体,含有双键的中间体再发生加氢或氧化反应,使双键结构遭到破坏而脱色。     

Fe~0-厌氧微生物体系处理活性艳蓝X-BR的试验研究

采用零价铁(Fe0)-厌氧微生物处理体系,以蒽醌染料活性艳蓝X-BR为处理对象,通过摇床试验研究了Fe0投加量、pH值等因素对染料脱色的影响,并对比了该染料在3种不同处理体系中的脱色效果.结果表明,在Fe0-厌氧微生物体系中,Fe0投加量和pH值均存在最适宜值,当两者分别控制在400mg/L和7,染料初始浓度和反应时间分别为100mg/L和68h时,该体系脱色率可达到90%以上;与相同反应条件下的纯Fe0、纯厌氧微生物体系相比,该体系的脱色率提高近40%.根据紫外-可见光谱分析,Fe0可有效促进厌氧微生物对X-BR及其中间产物的降解,实现完全脱色.其脱色符合准一级动力学,当染料初始浓度由50mg/L增至800mg/L时,反应速率常数k值由0.0470h-1降至0.0102h-1.     

纳米镍/铁和铜/铁双金属对四氯乙烯脱氯研究

以实验室合成的纳米双金属颗粒(Ni/Fe和Cu/Fe)为反应材料,对四氯乙烯(PCE)进行脱氯试验研究.纳米金属颗粒(直径范围在1～100nm)比表面积比微米级铁颗粒高数十倍.结果表明,纳米Ni/Fe和Cu/Fe对四氯乙烯有明显的脱氯作用,且脱氯反应符合准一级反应动力学方程;在作为还原剂的铁表面镀上一薄层起催化作用的金属Ni或Cu,催化剂的存在大大降低脱氯反应活化能,提高了脱氯速率,并减少氯代副产物的产量.与零价铁及微米级双金属系统(Ni/Fe,Cu/Fe)相比,纳米颗粒对PCE的脱氯速率有明显提高,尤其是纳米Ni/Fe,标准化反应速率常数KSA为4.283 mL·m-2·h-1,分别比零价铁和微米级Ni/Fe系统快33.23倍和11.59倍.纳米Cu/Fe标准化反应速率常数KSA为1.194 mL·m-2·h-1,分别比零价铁和微米级Cu/Fe双金属系统快9.26倍和5.24倍.在相同条件下,纳米Ni/Fe脱氯速率常数KSA是纳米Cu/Fe的3.59倍.     

Pd/Fe及纳米Pd/Fe对氯酚的脱氯研究

采用化学沉淀法制备得到了纳米Fe和纳米Pd/Fe(20～100nm),利用制备的纳米催化剂对氯酚进行了催化脱氯研究,并与常规的零价铁和Pd/Fe进行了对比分析.结果表明,纳米颗粒具有较高的比表面积和表面反应活性,所制备的纳米Pd/Fe双金属BET比表面积达到12.4m²/g,而商用铁颗粒(<10m)的比表面积只有0.49m²/g;当钯化率为0.0666%,纳米Pd/Fe用量在6g/L时,氯酚脱氯率达到90%以上,在相同的处理效果下,常规Pd/Fe的使用量为纳米Pd/Fe的20倍左右,纳米Pd/Fe催化氯酚的脱氯降解遵循一级反应动力学.     

分光光度法测量痕量三价铁

经实验证明，用H2O2氧化次甲基绿——催化分光光度法测定痕量Fe^3 ，测定仪器比较简单，具有较高的选择性。同时减少了原子吸收法测量的繁琐的预处理，本文确定了最佳实验条件，并对标准样品和实验样品进行了分析，结果理想。     

不同pH下纳米铁镍颗粒对生物降解苯酚的影响

研究不同pH(8.0、6.0和3.0)下金属纳米颗粒(Fe和Fe/Ni)对纺锤芽孢杆菌(BFN)降解苯酚的影响.实验结果发现pH在8.0和6.0时投加2种金属纳米颗粒(Fe和Fe/Ni)对BFN降解苯酚有促进作用,其原因主要是纳米颗粒在水中持续腐蚀产生H2,为BFN降解苯酚提供电子,促进BFN的生长.但在pH=3.0时,只有BFN-纳米Fe耦合体系才使苯酚得到部分降解,主要是因为纳米Fe颗粒与水反应产生OH-,使pH值有所升高,更适宜BFN的生长,同时提供电子供体H2促进BFN对苯酚的利用.扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)数据证实金属纳米颗粒(Fe和Fe/Ni)在反应后附着在微生物表面,但微生物的表面形态并未发生显著改变.因此,纳米金属颗粒虽然通过附着影响微生物的活性,但其在腐蚀过程中产生的H2将作为电子供体而被BFN所利用,综合作用的结果是有利于BFN的生长进而提高苯酚的降解速率.     

Fe0-混凝法处理含硝基苯废水

对Fe0-混凝法处理含硝基苯废水进行了研究.在由正交试验确定得最佳反应条件下,分析了Fe0-混凝法降解硝基苯的机理及动力学规律.结果表明,最佳反应条件是初始pH值为3.0,Fe0用量及震荡频率分别40.0g/L和40r/min.Fe0主要通过电极反应降解硝基苯,且降解过程符合拟一级反应动力学规律,向处理出水中滴加适量NaOH,可明显提高降解效率,降解过程仍符合拟一级反应动力学规律.     

邻菲Luo啉分光光度法测定总铁方法的改进

本文对《水和废水监测分析方法》第3版（下称第3版）中邻菲Luo啉分光光度法测定总铁的方法提出两点改进意见。一是通过系列对比实验，确定缓冲溶液的加入量，二是水样浑浊时的前处理步骤。