Fe2O3/UV/H2O2光催化法降解造纸废水的研究

以Fe2O3为催化剂,高压汞灯为光源,对造纸废水进行光催化法降解实验研究,初步分析了光催化法处理废水的基本原理,对不同反应体系的处理效果进行比较并讨论了Fe2O3用量、H2O2用量、pH值、反应时间等影响处理效果的主要因素.研究结果表明,Fe2O3/UV/H2O2体系能有效、快速地降低造纸废水的COD.实验考察了Fe2O3用量、H2O2用量、pH值、反应时间等因素对降解效果的影响,得出的最佳的降解条件及效果为:室温下Fe2O3用量为1.0 g/L,H2O2用量为0.5%(体积比),pH值为3.0,300 W高压汞灯照射下反应3 h后废水的CODCr去除率达到93.3%,出水CODCr降到54 mg/L.光催化反应体系中,Fe2O3的光催化氧化在有机物的降解反应中起着主要作用.由于Fe2O3和H2O2能发生协同作用,因此在反应体系中加入适量H2O2可以提高光催化反应效率和反应速度,大大提高了对造纸废水的处理效果.反应体系中的催化剂可回收处理后重复使用多次,对处理效果没有明显影响.     

硫酸溶液中二氧化硫的臭氧化过程影响因素的研究

为了优化SO2液相氧化产硫酸过程中的试验操作条件,研究了在O3氧化SO2的过程中反应器进口气体中SO2浓度、O3浓度及臭氧化氧气流量对SO2氧化效果的影响规律。结果表明,在反应器进口气体中低浓度的SO2和高浓度的O3均利于溶液中SO2的氧化,液相氧化时反应器进口气体中SO2的体积比控制在20 000 mL/m3以内为宜。溶液ORP是考察O3氧化SO2的重要指标,溶液ORP降低较快时硫酸根产率较高,表明O3对SO2的氧化效果较好。臭氧化氧气流量增大并不能使硫酸根产率增加。在吸收液硫酸质量分数为3%,气相SO2体积比为6667mL/m3,臭氧化氧气体积流量为1.5 L/min,氮气体积流量为1.5 L/min时,硫酸根产率达到100%。同时,通过研究吸收液硫酸浓度与温度对溶液中的O3饱和浓度影响,得到在稀硫酸(质量分数小于10%)溶液中,O3达到饱和时质量分数较浓硫酸(质量分数大于等于10%)溶液中O3质量分数高,而且吸收液温度越低越利于O3溶解。     

A~2/O联合臭氧污泥减量技术的改造研究

研究了臭氧化污泥减量技术联合A~2/O、倒置A~2/O与传统A~2/O在出水和污泥产率上的变化。结果表明,臭氧化A~2/O、臭氧化倒置A~2/O的出水与传统A~2/O相比未出现恶化,它们对COD和含氮物质的去除率分别为87.4%,53.7%和93%,66.5%,存在倒置A~2/O对臭氧混合液中有机质及含氮物质的利用率较A~2/O高的可能。试验按每克SS投加0.05 g O_3对A2/O与倒置A~2/O产生的约60%剩余污泥处理时,在短期内未造成出水磷含量的大幅升高,并且出水磷含量受臭氧混合液DO、二沉池底部DO的影响,两系统的污泥产率分别较传统A~2/O降低50%,56%。     

甲基橙废水的常温常压催化湿式氧化实验研究

以Fe、Mn、Cu和Zn的金属氧化物为活性组分,以γ-Al2O3为载体,制备了负载型催化剂,并分别以H2O2和NaClO为氧化剂,对比了在常温常压条件下催化湿式氧化工艺中处理甲基橙模拟废水的效果.结果表明,Fe/y-Al2O3催化剂较其他催化剂表现出较好的催化活性和稳定性,H2O2为适宜的氧化剂.在Fe/γ-Al2O3加入量为10g/L,氧化剂H2O2加入量为5 mL/L的条件下,处理甲基橙质量浓度为500 mg/L的模拟废水,其脱色率和COD去除率在3 h内均能达到70%以上.与传统的Fenton试剂法相比,以Fe/γ-Al2O3为催化剂的催化湿式过氧化氢氧化工艺具有矿化程度高,催化剂易回收再用的优点.     

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。     

磁性纳米吸附剂Fe3O4@SiO2-NH2对阴离子染料的吸附研究

为了研究用于印染废水处理的新型高效材料,以3-胺丙基三甲氧基硅烷为偶联剂制备了氨基修饰表面的磁性纳米粒子吸附剂(记为Fe3O4@SiO2-NH2).研究了吸附时间、pH值、染料初始质量浓度和吸附剂用量等因素对其吸附酸性橙Ⅱ(AO Ⅱ)和活性艳红X-3B(X-3B)的吸附效率的影响,测定和分析了吸附过程的热力学和动力学.结果表明,Fe3O4@SiO2-NH2对AO Ⅱ和X-3B的吸附符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学模型.Fe3O4@SiO2-NH2对AO Ⅱ和X-3B的吸附是单分子层吸附为主的化学过程,其吸附容量分别为132 mg/g和233 mg/g.初步研究了通过外加磁场和调节pH值来实现吸附剂和染料的再生和循环使用.     

UV/H2O2氧化微囊藻毒素-LR的动力学模型

介绍了一种UV/H2O2光氧化体系降解微囊藻毒素MC-LR的动力学模型.根据UV光分解、H2O2和·OH氧化MC-LR的反应以及稳态近似法,导出了MC-LR降解的动力学方程.解释了体系中H2O2、HO-2、CO23-、HCO-3等对降解MC-LR动力学的影响.实验结果表明,在一定的光强和H2O2浓度情况下,由于反应产生的CO23-、HCO-3和HO-2等离子的影响,UV/H2O2光氧化MC-LR的过程只能近似用准一级动力学方程描述.     

污水生化处理过程中N2O的产生特征研究进展

N2O是大气中重要的温室气体之一,而污水生化处理已被报道是导致N2O产生的潜在人为源之一。大量研究表明,污水生化处理过程中N2O主要产生于微生物的硝化和反硝化代谢过程中。从微生物学和生物化学反应角度,阐述了硝化和反硝化过程中N2O的生成机理,同时给出了几种典型污水处理工艺N2O的产生量和相关影响因素,并对A/A/O工艺中不同处理单元N2O的释放情况进行重点论述。研究发现,对于几种典型的污水处理工艺,由于工艺条件和主要影响因素的不同,N2O的释放量存在较大的差异;对于同一污水处理工艺,不同处理单元N2O的释放量也存在很大差别。污水处理厂中,好氧处理单元是N2O的主要排放单元,而在好氧单元中,DO质量浓度及NO2--N质量浓度是影响N2O释放量的主要因素。在综合分析硝化和反硝化过程N2O产生机理的基础上,进一步总结了污水生化处理过程中DO质量浓度、NO3-和NO2-质量浓度、pH值、C/N比、污泥龄等对N2O释放的影响。     

应用故障树法分析γ-Al2O3涂层质量的影响因素

应用故障树分析法，找到导致γ-Al2O3涂层质量不好的18个基本因素。应用故障树分析原理，对这18个因素的结构重要度进行了详细的分析。根据分析结果，结合大量实验数据和事实系统讨论了这18个因素对γ-Al2O3涂层质量的影响程度。研究结果表明，焙烧温度、焙烧时间、造孔剂种类及用量对涂层质量影响最大；应用故障树法分析γ-Al2O3涂层质量的影响因素是可行的，能给实验研究提供一定的理论指导。     

碱溶液对As污染土壤的化学萃取修复

通过实验室浸泡试验,研究了0～200 mmol/L的NH3·H2O和KOH溶液对As污染土壤的化学萃取修复效果,同时分析了碱溶液萃取导致的土壤pH值变化以及土壤组分Ca、Mg、Fe、Al、Si的溶出情况.结果表明,NH3·H2O溶液仅能去除很少的土壤As,KOH溶液对土壤As的去除效果则较好.5～200 mmol/L的NH3·H2O和KOH溶液对土壤As的去除率分别为1.47%～4.44%和2.32%～23.33%.碱溶液能有效去除土壤As是由于OH-的作用.NH3·H2O和KOH溶液萃取导致土壤pH值增加,以及土壤中Fe、Al和Si不同程度地溶出,而KOH溶液导致土壤pH值增加和Al、Si溶出的作用明显大于NH3·H2O溶液.研究表明,采用KOH溶液萃取能有效修复As污染土壤,但应密切关注KOH溶液对土壤的负面影响.     

关于O3和PM2.5协同控制的一些思考

细颗粒物(PM_2.5)和臭氧(O₃)是影响我国环境空气质量持续改善的两个关键污染物,具有一定的同根同源性,具备协同控制的基础条件。通过对现阶段我国实施O₃和PM_2.5协同控制的政策管理、科学机理、技术措施和能力建设等方面的系统分析,建议从国家层面科学划定O₃联防联控区域,优化区域联防联控机制;摸清O₃关键前体物VOCs和NOx的排放基数,建立VOCs分物种清单;量化协同方案,有序开展污染物、区域、行业多角度协同控制;开展O₃和PM_2.5协同机理研究,强化科学研究的支撑作用;开展VOCs综合治理,提高监管执法能力建设。以期实现O₃和PM_2.5短期削峰,长期达标。     

Adsorption Air Cleaning From Ozone

Not much has been written about air cleaning from ozone. The aim of this paper was to demonstrate the possibility of adsorption air cleaning from ozone. The second aim was to investigate the dependence of the efficiency of ozone removal from the air on the height of the adsorber layer and on concentrations of ozone, and to obtain empirical formulas for calculating the efficiency of ozone treatment. Equipment for air cleaning from ozone and nitrogen and sulphur dioxides is suggested.     

臭氧在循环冷却水处理中的杀菌作用

研究了影响臭氧杀菌的基本因素.结果表明,冷却水的pH值和水温对处理效果影响不大;水中的剩余臭氧浓度是决定臭氧杀菌能力的主要因素;臭氧的消耗量与系统中的微生物数量有关.当水中剩余臭氧质量浓度为0.05 mg/L,接触时间为14 min时,可使灭菌率达99%.循环水处理过程中,为了控制系统中微生物的滋长所需维持的剩余臭氧质量浓度为0.05mg/L.在一定pH值范围(7.0～9.0)内,臭氧的灭菌能力基本相同.在相同的剩余臭氧浓度条件下,臭氧的杀菌能力基本不受温度影响.在循环冷却水系统中,相同的起始菌数条件下,投加臭氧后细菌数目迅速减少,单位时间投加的臭氧越多,则杀菌率越高.     

电袋复合除尘器中产生氧化性物质的研究

针对电袋复合除尘器前级电场电晕放电有可能会产生臭氧,而臭氧又迅速与烟气中NO反应生成NO2这一猜想,通过对实际工况下电袋复合除尘器中臭氧含量和NOX浓度进行的测试,得出电袋复合除尘器中并无臭氧产生,且NO2浓度也未增加。但烟气中NO2浓度已经接近除尘器PPS滤料在使用温度下(150℃)所能承受的最高限值,PPS滤料会因发生氧化而失效,缩短滤料使用寿命。     

典型有机溶剂使用行业VOCs成分谱及臭氧生成潜势

选取我国北方某重工业城市的家具喷涂、汽车喷涂、印刷打印等典型溶剂使用行业,分析各工艺过程VOCs(挥发性有机化合物)排放的化学成分谱信息,并计算了臭氧生成潜势。现场调研获得其溶剂使用量信息,采用SUMMA罐在车间进行VOCs样品采集,使用气象色谱/质谱系统对样品进行检测。结果表明,各工艺过程排放的TVOCs(VOCs化合物浓度之和)均较高,其中汽车硝基涂料(NC)喷涂工艺排放TVOCs质量浓度最高,达5 520.09μg/m~3,打印店最低,为755.32μg/m~3。对各工艺过程,家具喷涂中聚氨酯涂料(PU)、硝基涂料(NC)喷涂工艺和汽车NC漆喷涂工艺排放的VOCs都以苯系物为主,质量分数均在80%以上,主要组分包括邻-二甲苯、乙苯、甲苯、1,2,4-三甲苯、间,对-二甲苯和苯。报纸和铜版纸印刷排放VOCs以烷烃、苯系物为主,两者烷烃质量分数分别为39.51%和33.34%,苯系物质量分数分别为54.80%和51.07%,且报纸印刷排放VOCs主要组分为癸烷、乙苯及1,2,4-三甲苯,报纸和铜版纸印刷排放VOCs主要组分为1-丁烯、间乙基甲苯和对乙基甲苯。打印店排放VOCs中质量分数最高的是烷烃(65.09%)。上述行业臭氧生成潜势最高的是家具PU漆喷涂(5.863 g O_3/g VOCs),其次是家具NC漆喷涂(5.714g O_3/g VOCs)和汽车NC漆喷涂(5.505 g O_3/g VOCs),苯系物为主要贡献物。基于原辅材料消耗量的排放因子法计算出各工艺过程VOCs实际排放量,研究表明家具厂1和2的PU漆喷涂工艺VOCs排放量最高,分别为623.36 t/a和94.72 t/a。     

城市再生水回用于浮选的健康风险评价及应急处置

为研究城市再生水回用于浮选的健康风险,以我国某铜钼矿为例,结合矿区职业人群暴露情况,采用定量微生物风险评价的方法(QMRA),评价了城市再生水中粪大肠菌回用于浮选的健康风险,以及臭氧氧化应急处置措施的消毒效果。结果表明:雨季再生水中粪大肠菌浓度明显高于旱季,矿物颗粒中粪大肠菌浓度高于浮选用水;暴露剂量为1 m L,矿物颗粒中粪大肠菌的年感染概率为0.08~0.33,远高于人体最大接受风险(1.7×10~(-2)),所有工位均处于不可接受水平,暴露于浮选用水中粪大肠菌的年感染概率为0~0.35,处于可接受水平的概率为83%,随暴露剂量增加,矿物颗粒和浮选用水中粪大肠菌的年感染概率增加;臭氧氧化应急处理工艺对粪大肠菌的去除率高达99%,有效降低了浮选用水和矿物颗粒中粪大肠菌的健康风险,其年健康风险均处于可接受水平,臭氧氧化应急处置措施能同时兼顾安全卫生指标和浮选指标,可作为城市再生水回用于浮选时应对粪大肠菌健康风险的应急处理技术。     

冷却水处理中臭氧的阻垢作用研究

试验研究了臭氧在循环冷却水处理中的阻垢作用.结果表明,在蒸馏水中,臭氧不能直接参与碳酸盐平衡体系,不影响碳酸钙沉淀的晶型.但是,在工业水质条件下,通入臭氧后,可以影响所形成的碳酸钙晶体的稳定性.在冷却水中,臭氧与某些能和Ca2 发生配位作用的物质发生氧化还原反应,造成体系中醛基和羧基的总数增加,使水对钙的配位能力增加,致使水中的Ca2 浓度增加,从而产生一定的阻垢效果.臭氧可以氧化循环冷却水中的有机物,生成二氧化碳,水溶液中二氧化碳浓度的增加,可使碳酸钙转化为碳酸氢钙,这样就使冷却水中Ca2 浓度增加.当水中不含有机物时,臭氧没有阻垢作用.     

臭氧对锅炉烟气用PPS滤料性能影响的实验研究

PPS滤料以其优越的性能成为燃煤锅炉烟气除尘首选的优良滤料,但其抗氧化性欠佳。电袋复合烟气除尘中,位于烟气上游的静电除尘器产生的臭氧会对下游的袋除尘器PPS滤料产生不良影响,从而减少滤袋使用寿命。为研究PPS滤料的抗氧化性,通过系统的实验方案和手段,研究了臭氧浓度、温度和作用时间三因素对PPS滤料强力的影响。结果表明,随着三因素在数量上的增大,强力下降明显,电镜扫描发现某些纤维出现断裂。另外,理论分析表明PPS分子链加入了氧元素,使其颜色加深,脆性增加。现场使用中应限定烟气的最高含氧量。     

臭氧高级氧化协同下的造纸废水深度处理小试研究

采用"臭氧高级氧化+固定化微生物反应器"工艺对造纸废水进行深度处理小型试验,处理能力为2.4m3/d。结果表明,在系统进水COD为280～350mg/L的情况下,出水COD在50 mg/L以下,最低为42 mg/L,去除率保持在80%以上,最高达85%,色度去除率为70%～80%。出水COD满足GB 3544—2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》要求。     

臭氧氧化去除二级出水中PPCPs的研究

药品及个人护理用品(PPCPs)是一类痕量、顽固的新兴有机污染物,采用传统水处理工艺不易去除,需深度处理。采用批量试验方法,研究了臭氧氧化二级出水中添加的19种PPCPs的去除效果,考察了臭氧投加量、p H值、自由基抑制剂对去除效率的影响,并根据氧化产物推断可能的反应途径。结果表明,在原水水样p H=7.1条件下,臭氧质量浓度为1.2 mg/L时,能有效去除大多数PPCPs。其中,抗生素类PPCPs和个人防护类PPCPs的去除率分别达到了68%和70%,而雷尼替汀和噻苯咪唑去除效果不明显,仅为17.73%和12.3%。增加臭氧投加量或提高反应p H值会显著提高除雷尼替汀和噻苯咪唑外的PPCPs去除率。加入的自由基抑制剂对臭氧氧化PPCPs有明显抑制作用。PPCPs的氧化降解产物有机酸会降低反应p H值,进而影响PPCPs的去除效果。