SO42-/SnO2 -Fe2O3-硅藻土固体酸催化剂的制备及其对染料废水的催化处理

以硅藻土为载体，采用溶胶-凝胶法引入金属氧化物SnO₂和Fe₂O₃，制备了二元氧化物复合型SO₄^2-/SnO₂-Fe₂O₃-硅藻土固体酸催化剂。利用该催化剂与H₂O₂构成非均相类Fenton试剂氧化体系，催化H₂O₂产生氧化能力极强的·OH，用于处理实际翠蓝废水和模拟亚甲基蓝废水。催化剂的最佳制备条件为：H₂SO₄溶液的浓度3 mol/L，浸渍时间2.0 h，焙烧温度550 ℃，焙烧时间3.5 h，焙烧方式为随炉升降温。实验结果表明：采用在最佳工艺条件下制得的催化剂，处理实际翠蓝废水COD去除率可达79.5%、脱色率达99.6%；处理模拟亚甲基蓝废水COD去除率可达83.1%、脱色率达99.6%。     

锰锌铁氧体/SiO_2复合磁性材料的制备和表征

以正硅酸乙酯(TEOS)作为包覆材料,对锰锌铁氧体纳米颗粒进行SiO2包覆,制备出锰锌铁氧体/SiO_2复合磁性材料。利用FTIR,XRD,SEM等技术对其进行了表征,并研究了其对模拟亚甲基蓝废水的吸附脱色效果。实验结果表明:当SiO_2质量分数为40%1时,采用先将锰锌铁氧体在柠檬酸溶液中搅拌分散3 h后,加人氨水调节溶液pH,再继续搅拌分散3 h的分段分散方法制备的复合磁性材料对亚甲基蓝废水的处理效果更好,处理亚甲基蓝质量浓度为50 mg/L、COD为160 mg/L的废水,废水脱色率为97.2%,COD去除率为19.3%。表征结果显示:复合磁性材料锰锌铁氧体/SiO_2为球形颗粒,平均粒径为100 nm;SiO_2包覆前后锰锌铁氧体的晶型均为尖晶石型结构,在复合磁性材料中SiO_2以无定型的形态存在。     

粉煤灰的改性及其吸附性能

以改性粉煤灰为吸附剂,对亚甲基蓝溶液进行吸附实验。经正交实验确定改性粉煤灰的最佳制备条件:煅烧温度为850℃,粉煤灰与ZnCl2的质量比为2∶2,盐酸加入量为2.4mol/L,粉煤灰粒径为16.8mm。在亚甲基蓝溶液初始质量浓度为10mg/L、改性粉煤灰加入量为200mg/L、振荡时间为3.0h、溶液pH为5、吸附温度为25℃的条件下,亚甲基蓝的降解率和溶液脱色率分别达86.24%和82.76%。     

用Ti/SnO2-RuO2电极处理黑索金废水

利用刷涂法制备了Ti/SnO2-RuO2电极,并通过SEM、XRD等测试手段对其进行形貌及结构表征。利用该电极为阳极处理黑索金(RDX)废水,考察了电解质种类、电解质质量浓度、废水pH、电流密度以及电解时间等对RDX电催化氧化效果的影响。实验结果表明,当处理100 mL质量浓度为50 mg/L的RDX废水时,以Na2SO4为电解质、Na2SO4质量浓度为5.0 g/L、废水pH为7、电流密度为15 mA/cm2、电解时间为300 min的条件下,RDX去除率达到82.55%,COD去除率达到55.41%。     

改性蚁酸木质素的制备与应用

采用加拿大一枝黄花茎杆为原料提取蚁酸木质素，通过氧化或接枝复合的方法对蚁酸木质素进行改性，对改性产物进行了FTIR和SEM表征。实验结果表明：接枝复合改性产物中存在-CONH的接枝复合链，氧化改性产物基本保持了蚁酸木质素原来的吸收峰；采用接枝复合改性产物处理初始质量浓度为50 mg/L的亚甲基蓝废水，在废水pH 7、吸附时间4 h、改性产物加入量22 mg/mL的条件下，亚甲基蓝去除率为90.94%；采用氧化改性产物处理相同亚甲基蓝废水，在废水pH 10、吸附时间12 h、改性产物加入量22 mg/mL的条件下，亚甲基蓝去除率为81.93%。     

O3-H2O2氧化法处理印染废水

采用O₃-H₂O₂氧化法对印染废水进行氧化处理，比较了O₃氧化法和O₃-H₂O₂氧化法对印染废水的处理效果，考察了初始废水pH、H₂O₂加入量、O₃流量和反应时间对废水的色度去除率和COD去除率的影响。实验结果表明：O₃-H₂O₂氧化法对废水的COD和色度的去除效果比O₃氧化法更好；在初始废水pH为11、H₂O₂加入量为13mmol/L、O₃流量为6g/h、反应时间为60min的最佳工艺条件下，处理后废水COD为61.50mg/L，COD去除率为95.73%，废水色度为5倍，色度去除率为99.75%，TOC为37.84mg/L，TOC去除率为85.10%，BOD₅为22.76mg/L，BOD₅去除率为90.20%，BOD₅/COD为0.37。     

络合沉淀—Fenton试剂氧化法处理高浓度含氰废水

采用络合沉淀—Fenton试剂氧化法处理高浓度含氰废水。实验结果表明,在初始废水p H为9、曝气时间为20 min、搅拌时间为20 min、Fe SO4溶液加入量为1.62 m L/L、搅拌转速为40 r/min的络合沉淀反应条件下,在絮凝阶段废水p H为8、n(H2O2)∶n(Fe2+)=20的Fenton试剂氧化反应条件下,处理初始CN-质量浓度为450~550 mg/L的高浓度含氰废水,总CN-去除率达99.9%以上,剩余CN-质量浓度小于0.02 mg/L,COD为50~70 mg/L,BOD5小于20 mg/L,浊度小于0.5 NTU,悬浮物质量浓度小于10 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》的要求。     

氧化石墨烯负载纳米零价铁的制备及其对亚甲基蓝的吸附

采用液相还原法制备氧化石墨烯负载纳米零价铁吸附剂(Fe0/GO),并用于吸附去除溶液中的亚甲基蓝(MB)。考察了溶液p H、吸附温度、吸附时间、初始MB质量浓度对Fe0/GO吸附MB的影响。SEM等表征结果显示:Fe0以球形或短链形负载在GO上,增加了材料的反应活性位点;Fe0/GO的比表面积为158.32 m2/g,等电点为3。实验结果表明:在溶液p H为6、吸附时间5 h、吸附温度25℃的最佳条件下,加入400 mg/L的Fe0/GO,处理初始MB质量浓度为160 mg/L的MB溶液,MB去除率为89.26%,吸附量为125.5 mg/g;Langmuir等温吸附方程和Frenudlich等温吸附方程均能较好地描述Fe0/GO对MB的吸附过程;Fe0/GO对MB的吸附行为遵循准二级动力学方程;计算得出吸附温度为25℃、初始MB质量浓度为160 mg/L时的饱和吸附量为201.2 mg/g,平衡吸附量为124.3 mg/g。     

SO_4~(2-)/SnO_2-Fe_2O_3-硅藻土固体酸催化剂的制备及其对染料废水的催化处理

以硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法引入金属氧化物SnO2和Fe2O3,制备了二元氧化物复合型SO42-/SnO2-Fe2O3-硅藻土固体酸催化剂。利用该催化剂与H2O2构成非均相类Fenton试剂氧化体系,催化H2O2产生氧化能力极强的·OH,用于处理实际翠蓝废水和模拟亚甲基蓝废水。催化剂的最佳制备条件为:H2SO4溶液的浓度3 mol/L,浸渍时间2.0 h,焙烧温度550℃,焙烧时间3.5 h,焙烧方式为随炉升降温。实验结果表明:采用在最佳工艺条件下制得的催化剂,处理实际翠蓝废水COD去除率可达79.5%、脱色率达99.6%;处理模拟亚甲基蓝废水COD去除率可达83.1%、脱色率达99.6%。     

活性炭纤维负载TiO2催化剂的制备及其电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭纤维负载TiO₂催化剂（TiO₂/ACF），并通过SEM和XRD等手段对TiO₂/ACF进行了表征。以邻苯二甲酸二甲酯（DMP）为目标降解物，考察了催化材料的电催化活性。实验结果表明：在反应温度为25 ℃、初始DMP质量浓度为100.0 mg/L、电解质Na₂SO₄质量浓度为100 mg/L、电流密度为62.5 mA/cm²、电极板间距为4 cm的条件下，经过40 min的降解，DMP质量浓度为1.8 mg/L，DMP去除率为98.2%;TiO₂/ACF在反应过程中可以原位再生，经6次重复使用后仍保持很高的催化活性，对DMP的去除率仍达90%以上。     

纳米α-MnO2催化臭氧氧化降解水中双酚A

采用水热法制备了纳米α-MnO₂催化剂，并通过XRD和SEM技术对催化剂的成分和形貌进行了表征。采用纳米α-MnO₂催化剂催化臭氧氧化降解水中的双酚A（BPA），考察了初始溶液pH、催化剂加入量和反应温度对BPA去除率的影响。实验结果表明，纳米α-MnO₂催化剂催化臭氧氧化降解BPA的最佳工艺条件为：催化剂加入量100 mg/L，初始溶液pH 8.5，反应温度18 ℃。在此最佳条件下处理质量浓度为10 μg/mL的BPA溶液120 min，BPA去除率为96.4%。回收洗涤后第二次使用的催化剂的BPA去除率为80.5%，第三次使用的催化剂的BPA去除率为74.1%，催化剂的活性随重复使用次数的增加而缓慢降低，活性较稳定。     

ClO_2溶液去除烟气中NO的效果及工程应用

采用实验室规模喷淋脱硝装置对ClO_2溶液去除NO的效果及影响因素进行探讨,通过脱硝产物的测定对ClO_2溶液去除NO的能力及机理进行分析;在此基础上考察ClO_2溶液对供热厂燃煤锅炉烟气的实际脱硝效果。实验结果表明:在液气比为20L/m~3、反应温度为20℃,反应pH为4.0、进气NO质量浓度为250 mg/m~3,ClO_2质量浓度为200 mg/L的条件下,NO去除率达97%以上;ClO_2溶液可将NO氧化吸收为NO_3~-,氧化后产生的NO_x也可被NaOH溶液吸收转化为NO_2~-和NO_3~-;在ClO_2质量浓度为200~500 mg/L,反应pH为5.5~7.0的条件下处理初始NO质量浓度为212~230 mg/m~3的燃煤锅炉烟气,NO去除率为85.7%~94.6%,NO_x去除率为80.4%~88.8%,出口NO_x质量浓度低于46 mg/m~3,远低于GB 13271—2014规定的排放限值。     

多级孔ZSM-5分子筛对亚甲基蓝的吸附性能

以多级孔ZSM-5分子筛为吸附剂,吸附水中的亚甲基蓝（MB）,考察了吸附条件对吸附效果的影响,并探讨了吸附的热力学和动力学特征。实验结果表明：在溶液pH为11、分子筛加入量为800 mg/L、吸附温度为303.15 K、吸附时间为60 min、初始MB质量浓度为20 mg/L的条件下,该分子筛对MB的吸附率达97%;溶液pH为5~12时,吸附率均达89%以上,说明该分子筛具有宽的pH适应范围;该分子筛对MB的吸附热力学符合Langmuir和Freundlich方程,293.15~313.15 K的饱和吸附量达50.51~62.11 mg/g,吸附为吸热、自发过程;吸附动力学符合拟二级动力学方程。     

单极性三维电极电解处理含钴废水

采用并联式单极性三维电极电解处理低浓度含钴废水并回收金属钴，比较了二维电极与三维电极的钴离子去除效果，探讨了填充材料、电流、填充比（填充材料与废水的质量比）、废水pH对钴离子去除效果的影响，建立了反应动力学模型，并进行了经济性分析。实验结果表明：三维电极对钴离子的去除效果远优于二维电极;在以网状Ti/RuO₂为阳极、不锈钢板为阴极并作为主电极、空心钢球为第三极、极间距5 cm、电解时间60 min、电流为0.6 A、填充比为2.5、不调节废水pH的条件下处理钴离子质量浓度为112.3 mg/L的废水，钴离子去除率可达85.6%、电流效率为68.3%;去除钴离子的电化学反应符合一级反应动力学模型;该方法具有良好的环境与经济效益。     

赤泥制备含钛聚硅酸铝铁及亚甲基蓝溶液的混凝脱色

以拜耳法赤泥为原料、Na Cl为助溶剂,采用酸浸法溶出赤泥中的铁、铝元素,再与硅酸钠、硫酸氧钛反应制备出高效混凝剂含钛聚硅酸铝铁(T-PSAF),并将其用于模拟亚甲基蓝印染废水的脱色。实验结果表明:在硫酸浓度为8 mol/L、液固比(硫酸体积与干赤泥质量之比)为14 m L/g、酸浸温度为80℃、酸浸时间为80 min、Na Cl加入量为0.10 g/g(以干赤泥计)的优化酸浸条件下,铁、铝的浸出率分别为88.25%和73.21%;在n(Fe+Al)∶n(Ti)∶n(Si)=0.3∶0.3∶1、熟化p H为4~5、熟化时间为2 h、混凝剂加入量为25 m L/L的优化混凝条件下,初始亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L的废水的脱色率可达87.1%,而当初始亚甲基蓝质量浓度增至150~200 mg/L时废水脱色率可达99%以上。     

零价铁-克雷伯氏菌联合体系对亚甲基蓝溶液的脱色性能

以零价铁(ZVI)和一株高效脱色菌克雷伯氏菌yl-1作为联合体系,研究其对亚甲基蓝溶液的脱色性能,并采用单因素实验及中心组合设计-响应面分析法(CCD-RSM法)对该过程的脱色条件进行优化。实验结果表明:相比于单独ZVI体系和单独yl-1脱色菌体系,ZVI-脱色菌联合体系的脱色率分别提高了40%和10%;在初始pH为8、初始亚甲基蓝质量浓度为250 mg/L、ZVI投加量为4.0 g/L、反应温度为33℃的最优条件下,ZVI-脱色菌联合体系对亚甲基蓝脱色反应液的脱色率为91.33%。     

新型三维电化学氧化体系处理压裂返排液

采用不锈钢作阴极、镀钌铱的钛板作阳极、铁碳材料作粒子电极,构建新型三维电化学氧化体系,处理压裂返排液,并通过响应曲面法考察COD去除率和除油率的影响因素。实验结果表明:回归方程的相关系数及校正相关系数均大于0.9,回归方程的线性关系显著;返排液COD去除率和除油率影响因素的大小顺序均为电流电解时间粒子填充比,其中关键因素是电流,电解时间和粒子填充比之间的交互作用具有较大影响;在电解时间为31.8 min、电流为4.4 A、粒子填充比为61.2%的条件下,COD从606.4 mg/L降至68.5 mg/L,含油量从153.7 mg/L降至9.1 mg/L,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的一级标准。