Ti/RuO2-SnO2-TiO2涂层电极电催化氧化苯酚废水研究

采用热分解法将SnO_2掺杂于RuO_2-TiO_2涂层中,制得性能高效的Ti/RuO_2-SnO_2-TiO_2阳极氧化电极。以该自制电极为阳极、钛板为阴极构成电催化氧化体系,对模拟苯酚废水进行电催化氧化试验。利用高效液相色谱探讨了苯酚废水溶液在该体系中的电催化氧化反应历程,并推断出氧化降解途径。采用SEM和XRD表征电极涂层结构和形貌,循环伏安法测试电极电化学性能。通过单因素试验考察反应时间、电流密度(CD)、电极间距、Na_2SO_4电解质浓度、苯酚质量浓度、pH值五个因素对电催化氧化试验的影响,结果表明:在反应时间为240 min、电流密度为102.6 mA/cm~2、电极间距为1.5 cm、电解质浓度为0.5 mol/L、苯酚质量浓度为300 mg/L、pH=5的最佳试验条件下,苯酚的降解率达到98%以上,COD的去除率达到90%以上。     

电催化氧化降解水中磺胺嘧啶的研究

为了解并优化电化学方法对水体中磺胺类药物的去除效果,以Ir O2-Ru O2/Ti为阳极,不锈钢为阴极,Na2SO4为电解质,电催化氧化降解模拟废水中的磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD),反应时间为240min。探讨了SD初始质量浓度、电流密度、p H值、电解质浓度及电极板间距对电催化降解SD效率的影响,并利用HPLC-MS分析降解产物。结果表明,电催化氧化可有效去除水中的SD。升高初始质量浓度、电流密度、极板间距可提高SD降解速率,初始质量浓度由15 mg/L升高到50 mg/L时,去除率降低了9.2%;电流密度从5 m A/cm2升高到15 m A/cm2,去除率增加了38.1%,电流密度大于15 m A/cm2时其对去除率的影响不明显;极板间距由2 cm增加到4 cm,去除率增加了12.2%;酸性条件降解效果最好,碱性对SD去除率略有抑制,p H值为1和13相比于p H值为7时去除率分别增加9.9%及降低4%;电解质浓度(≤0.05 mol/L)与SD降解速率呈负相关,电解质浓度大于0.05 mol/L时,对去除率影响不明显。降解主要基于·OH的氧化过程,生成4-(2-氨基嘧啶-l(2H)-基)苯胺中间产物,过程遵循一级反应动力学模型。     

电催化氧化技术处理造纸废水的实验研究

通过邻苯二甲酸氢钾(KHP)溶液的电解实验研究了德国引进的金属铌掺硼金刚石膜电极(Nb/BDD)的电化学性质,并利用该电极处理装置处理了东莞某造纸厂造纸废水。考察了电解时间、电流强度及废水的pH值、电解质的浓度、电导率等参数对电化学降解效率的影响。结果表明,Nb/BDD具有优异的污水降解性能,在pH值为3.0,电流密度为37.23 mA/cm2,电压6.9 V,NaCl充当电解质质量浓度0.4 g/L的条件下,电解200 min,装置对再生纸造纸废水的COD的去除率接近70%,BOD/COD为0.4,比能耗为27.6(kW.h/kg)。     

低强度超声波对残留H2O2的去除

化学需氧量(COD)会受到来自众多高级氧化技术中添加的过氧化氢(H_2O_2)的干扰。为了评估低强度超声波辐射结合清除剂(Na_2CO_3或Na HCO_3)分解水样中残留H_2O_2的可行性,对去离子水、葡萄糖模拟废水和印染废水二级处理出水进行超声(超声波频率为39 k Hz,功率分别为75 W、112.5 W和150 W)处理,H_2O_2质量浓度为20 mg/L,时间为60 min或80 min,清除剂用量为50 g/L。以20 min的间隔测定H_2O_2质量浓度和COD。结果表明,COD与H_2O_2质量浓度的比值取决于废水的性质,去离子水、葡萄糖模拟废水和印染废水二级处理出水的比值分别为0.262 6 mg COD/mg H_2O_2、0.209 9 mg COD/mg H_2O_2、0.401 3 mg COD/mg H_2O_2。超声辐照对去除H_2O_2有一定的影响,但在去离子水中超声功率为150 W、60 min时的去除率最高,仅为18.1%。超声辐照联合清除剂Na_2CO_3或Na HCO_3的效果更显著。对于印染废水二次处理出水,加入Na HCO_3作为羟自由基清除剂,80 min时H_2O_2去除率达到97.3%。然而,由于Na HCO_3和H_2O_2形成的高度氧化的超氧离子能降解废水中的有机物质,水样的实际COD降低。用超声辐射结合Na_2CO_3处理80 min,将COD的测定值与通过COD、H_2O_2质量浓度比值得到的计算值进行比较,以确认经超声波联合Na_2CO_3处理的印染废水二级处理出水中的有机物未降解。研究表明,超声波照射与Na_2CO_3结合去除水样中的低浓度H_2O_2是可行的。     

好氧与电絮凝组合工艺处理糖蜜酒精厌氧出水研究

采用好氧与电絮凝联合工艺处理糖蜜酒精厌氧出水,考察COD和色度的去除效果.首先,采用SBR工艺去除废水中的易降解污染物.结果表明:采用SBR法处理稀释10倍的糖蜜酒精厌氧出水,适宜的水力停留时间为10 h;COD去除率为42％,脱色效果不明显,BOD5/COD由0.54下降到0.09,好氧出水难以生化降解.进一步采用电絮凝法处理好氧出水,并考察了极板间距、初始pH值、电流密度和电解时间等因素对COD去除及脱色效果的影响.结果表明,在极板间距为3 cm、废水pH=7.83(无须调节,最佳pH=6～8)、电流密度为10 mA/cm2、电解时间为30 min的条件下进行电絮凝处理,与稀释10倍的糖蜜酒精厌氧出水相比,COD总去除率可达86％,脱色率达95％.     

超声波／H2O2对苯酚有机废水降解的研究

研究在超声波/H2O2联合作用下,超声波场中降解苯酚有机废水的过程,考察了超声功率、超声时间、pH值、氧化剂H2O2的浓度等因素对降解率的影响.实验结果表明,超声时间越长,废水降解率越大;pH值的变化对降解率影响较大,酸性条件利于苯酚的降解,而在碱性条件下苯酚几乎没有降解;超声波/H2O2工艺与单独超声作用相比,降解率提高了大约3倍.     

含油废水理化特性对NY3菌除油效率的影响

为了将NY3菌实际应用于处理高浓度含油废水,采用摇瓶试验方法,研究了含油废水的理化特性对NY3菌去除高浓度油的影响。结果表明,NY3菌能耐高浓度油,降解石油烃的最佳p H值为7.5,24 h对质量浓度为2 000 mg/L的高含油废水中烃类的去除率高达72%。适度的含盐量可提高NY3菌降解原油的能力,与未外加Na Cl相比,2 g/L Na Cl使NY3菌降解原油效率提高约20%。Sn2+、Ag+、Pb2+、Cd2+、Hg2+等均能对NY3菌降解石油烃的效率产生抑制作用,其中Ag+作用最明显,使NY3菌24 h烃降解效率降低约38.8%。硝酸铵为NY3菌降解石油烃的最佳氮源,外加3.71 g/L硝酸铵,24 h内对油的去除率高达81.75%。外加表面活性剂(SDS)使降解体系中NY3菌细胞数量减少,同时使NY3菌降解油的效率降低约43.5%。     

一株DDT降解菌的鉴定及其生物学特性

利用DDT为唯一碳源筛选、纯化得到DDT降解菌株DT1,通过形态特征、生理生化特性及系统发育分析鉴定为假单胞菌属细菌(Pseudomonas sp.)。通过单因子试验及差异显著性分析得到菌株DT1的最佳生长条件为37℃、初始p H值8.0、DDT初始质量浓度20mg/L、最适Na Cl质量浓度1 mg/L。通过正交试验优化菌株DT1的降解能力,最优方案为温度37℃、p H值9.0、DDT初始质量浓度30 mg/L,可将DDT降解率提高到60.85%。影响其降解能力的环境因素从主到次依次为温度、p H值、DDT初始质量浓度。     

一株蜡状芽孢杆菌降解毒死蜱的影响因素研究

为了明确一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus HY-2)对毒死蜱的降解特性,在基础培养基中定量添加毒死蜱和降解菌进行混合摇培,每12 h取样检测毒死蜱残留量和菌株生长量,研究了接种量、毒死蜱初始质量浓度和含盐量等因素对菌株降解毒死蜱的影响。结果表明,接种量为8%(体积分数,接种体密度为OD600=3.0)时对80mg/L毒死蜱的降解率最高,为53%。随毒死蜱初始质量浓度增加,菌株的生长受到不同程度的抑制,然而随着毒死蜱的降解,菌体的生长量迅速增加,培养液的p H值随降解菌的增殖而逐渐上升。毒死蜱初始质量浓度为40~150 mg/L时,随降解时间延长,毒死蜱的残留质量浓度逐渐下降;而毒死蜱初始质量浓度为200 mg/L时,毒死蜱质量浓度在降解过程中出现了先上升后下降、然后逐渐下降的现象。降解菌对Na Cl有较高的耐受度,当Na Cl质量浓度为20~70 g/L时,降解菌在60 h时对80 mg/L毒死蜱的降解率为27%~53%。     

生物活性炭塔中有机物沿程降解规律和降解动力学模型

上流式曝气生物活性炭塔(BAC)中的废水、空气从下往上流过生物活性炭层。为研究废水中有机物沿活性炭层的降解规律,生物活性炭塔由下至上共设有10个废水取样口,研究沿程各区间段对有机物的降解差异。试验结果表明在水力负荷为5.02~10.04 L/(m2·min),气水比为4∶1~6∶1时,COD、UV、色度的脱除主要集中在塔的中下部,占总脱除率70%以上。进水废水浓度对脱色率影响不大,对COD的脱除率有影响,进水废水浓度过大,脱除率降低。依据推流反应器模型,推导出废水净化塔中COD的降解动力学方程:Ce=Coexp(-2.406 4 H/L0.962)。     

臭氧氧化法深度处理养猪废水研究

采用臭氧氧化法深度处理经生化工艺处理的养猪废水,探讨反应时间、臭氧投加速率和p H值对COD、色度和UV254去除效果的影响,并采用紫外可见光谱和三维荧光光谱(3DEEM)分析了臭氧氧化前后养猪废水中溶解性有机物(DOM)的变化特征。结果表明,当臭氧投加速率为1.13g/h、反应温度为20℃、p H值为7.2时,反应40 min后养猪废水的COD、色度和UV254去除率分别约为50%、95%和75%。生化处理后的养猪废水主要含有可见腐殖质、紫外腐殖质和微生物代谢产物,臭氧氧化后微生物代谢产物的荧光峰基本消失,可见腐殖质和紫外腐殖质特征荧光峰荧光强度与原水相比也显著降低。研究表明,臭氧对养猪废水中难降解有机物的降解作用非常明显。     

电化学氧化降解苯胺的研究

以Ti/SnO2 - Sb2O5为阳极,石墨为阴极研究了苯胺的电化学氧化降解.在阳极氧化的基础上,通过外加Fe2+实现了阳极氧化与电Fenton氧化协同降解苯胺.结果表明,不存在Fe2+时,中性介质和高阳极电位有利于提高苯胺去除率.苯胺被阳极氧化降解的同时,-0.65 V和酸性介质条件下石墨阴极具有良好的还原O2生成H2O2的性能.在pH=3.0和-0.65 V阴极电位条件下,电化学反应600min,H2O2的累计质量浓度达到110 mg·L-1.引入Fe2+后,苯胺降解效果和电流效率得到大幅度提高.在阴极电位为-0.65 V,pH值为3.0,初始Fe2浓度为0.50 mmol· L-的条件下,处理180 mg·L-1苯胺水溶液(Na2SO4为支持电解质)600 min,苯胺去除率达100％,COD去除率为78％.因此,使用恰当的电极材料,控制合理的电极电位,可以实现双极电化学氧化降解水中有机物,并且获得较高的电流效率.     

微波诱导膨胀石墨-K_2S_2O_8降解处理甲基橙模拟废水

研究了微波诱导膨胀石墨-K2S2O8催化氧化降解甲基橙模拟废水工艺,分别考察了溶液初始p H值、EG及K2S2O8用量、微波功率、微波时间等因素对废水脱色效果的影响,采用SEM、EDS、XRD、FTIR对新鲜及使用6次后的EG进行了表征。结果表明,微波诱导EG-K2S2O8体系能高效快速地降解废水中的甲基橙,在50 m L初始p H值为1、质量浓度为200 mg/L的甲基橙废水中,EG用量0.1 g、K2S2O8为0.05 g、微波辐射功率259 W、微波辐射6 min的处理工艺条件下,脱色率达到了98.6%,微波诱导EG-K2S2O8体系对甲基橙废水降解效果明显,产生了协同效应。此外,膨胀石墨还具有良好的重复使用性能,使用6次后甲基橙脱色率仍然保持在90.8%。     

Na2Ti6O13纳米带的制备及其光降解活性艳橙染料废水的研究

用微乳法和熔盐法结合制备出了Na2Ti6O13纳米带,并用XRD,SEM对其进行表征;研究了Na2Ti6O13在紫外光下对偶氮染料活性艳橙(X-GN)的降解,并探讨了pH值、催化剂投加量和外加H2O2氧化剂对光催化效率的影响。实验表明,Na2Ti6O13具有很好的光催化性能,30W紫外灯下光催化60min对25mg/LX-GN的降解率最高可达94.1%;反应液pH值过高或过低会影响催化剂活性,最佳pH值为5.7;一定范围内,光催化效率随催化剂投加量的增加而提高,但投加量大于1.0 g/L时,催化效率反而下降;适当投加H2O2能显著提高降解效果。     

水质对UV/H2O2降解邻苯二甲酸二甲酯反应动力学的影响

研究了不同初始pH值、浊度与常见阴离子浓度等水质条件对UV/H2O2工艺降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)反应速率的影响,并进一步比较了去离子水和自来水中DMP的降解速率.结果表明,UV/H2O2对DMP的光降解过程符合一级反应动力学模型,不同水质条件对降解速率有不同程度的影响.酸性条件较碱性条件更有利于DMP降解; 水的浊度大于7 NTU时,光降解速率常数迅速下降; NO3-、Cl3-、HCO3-等阴离子对DMP降解有抑制作用,且随离子浓度增大,抑制作用增强,3种离子对DMP光降解的抑制程度顺序为HCO3-＞NO3-＞Cl3-.在5个30 W低压汞灯照射下,当H2O2的浓度为20 mg·L-1时,DMP在去离子水和自来水中光降解速率常数分别为0.042 8 min-1和0.031 5 min-1,自来水中的光降解速率常数较去离子水中的低,这可能是水中多种离子影响的结果.     

紫外氧化法降解废水中邻苯二甲酸二丁酯

采用UV/Fenton法氧化降解废水中的邻苯二甲酸二丁酯,原水质量浓度为40 mg/L,考察了H2O2加入量、硫酸亚铁加入量、pH值、氧化时间、反应温度对降解率的影响,通过单因素及优化实验确定了最佳工艺条件:H2O2量(30%)为10 mL,硫酸亚铁量为50 g/L,pH值为5,氧化时间为45 min,反应温度为25℃。对优化实验验证,降解后废水质量浓度为0.4 mg/L,去除率达到99%。     

Fenton协同催化氧化处理焦化生化废水的研究

通过Fenton协同FeC2O2催化氧化焦化生化废水的多因素正交实验,以及实验影响因素分析,取得了降解COD和色度去除的合适工艺参数,即FeSO4 360 mg/L,H202 300 mg/L,FeC2O4 10 mg/L,pH=3,反应时间32min.按此工艺参数运行,可降解COD 73.7％,色度去除率81.2％.H2O2是降解COD的主要因素,去除色度的主要因素为硫酸亚铁.     

Ti/SnO2-RuO2-Sb电极电氧化处理五氯苯酚模拟废水研究

采用刷涂-热解法制备了Sb、Ru掺杂的Ti/SnO2电极。通过SEM、EDX、XRD和循环伏安扫描(CV)表征了电极表面形态、组成、结构和电化学性质,并通过正交试验考察了电催化氧化降解五氯苯酚的影响因素。结果表明,各因素对五氯苯酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始质量浓度、反应温度、反应时间、电流密度、初始溶液pH值。在底物质量浓度为50mg.L-1,反应温度50℃,反应时间180min,电流密度40mA.cm-2,溶液初始pH值为8的条件下五氯苯酚的转化率达到97.6%。     

成型羟基磷灰石负载TiO_2光催化剂的制备及其降解甲基橙性能

本研究采用均匀沉淀法,用磷酸和硝酸钙制备出羟基磷灰石(HAP)粉末,冷压成型、烧结,得到块状HAP催化剂载体;采用改性溶胶凝胶法制备出Ti O2凝胶,再用浸渍-煅烧的方法,制备出成型HAP负载Ti O2光催化剂(Ti O2/HAP),该催化剂应用于甲基橙溶液的光催化降解。探讨了负载次数、初始浓度、初始p H值等因素对反应的影响。结果表明,试验条件下,催化剂的负载次数以3次为宜;Ti O2/HAP催化剂上甲基橙的降解符合一级反应动力学,酸性和强碱性条件下,甲基橙降解较快;所制备的Ti O2/HAP催化剂稳定性好,具有较好的应用前景。     

电絮凝法处理纺织废水研究

为了考察铁、铝电极电絮凝法处理纺织废水的效果和影响因素,以铁板和铝板为电极对纺织废水进行了电絮凝处理,考察了初始pH值、电流密度、电絮凝时间对COD去除率、色度去除率、电能消耗及电极损失的影响。结果表明:初始pH值为7时,铁、铝电极电絮凝后最终pH值均有上升,但均未超过8,无需调节pH值;随电流密度增加,COD去除率、色度去除率、电能消耗及电极损失呈上升趋势,电流密度为7.5 mA/cm2时,铁电极的COD去除率可达72%,色度去除率可达89.1%,高于铝电极;电絮凝时间为15 min时,铁电极的COD去除率可达到76%,色度去除度可达90%,高于铝电极,且电能消耗低于铝电极。研究表明,铁电极电絮凝法处理纺织废水具有技术可行性,最佳试验条件为:初始pH值中性,电流密度7.5 mA/cm2,电絮凝时间15 min。