铁碳微电解填料制备及其对亚甲基蓝的降解

针对传统铁碳微电解工艺中填料易板结的问题,在较低的烧结温度800℃条件下,将铁、活性炭、粘结剂和催化剂按一定配料比混合烧结4 h制备了一种铁碳微电解填料。将印染废水中的染料成分亚甲基蓝作为目标污染物,探究溶液pH、铁碳材料添加量和亚甲基蓝起始浓度等反应条件对亚甲基蓝降解效率的影响。在pH=3,铁碳投加量30 g·L~(-1),亚甲基蓝浓度10 mg·L~(-1)的条件下,亚甲基蓝的去除率达到55%左右;相同条件下对于微电解填料的循环使用实验中亚甲基蓝的去除率能维持在50%以上,证明了该微电解填料具有连续运行的能力。另外,通过微电解与芬顿反应联用的初步实验发现联用效果对于亚甲基蓝的降解率能大幅度提升至90%以上,证明微电解与芬顿反应联用具有较大的应用潜力。     

铁碳微电解/H_2O_2耦合类Fenton法预处理高浓度焦化废水

采用铁碳微电解/H_2O_2耦合类Fenton法预处理高浓度焦化废水,通过正交和单因素实验研究了废水初始pH、不同质量的微电解填料、H_2O_2投加量及反应时间对COD处理效果的影响,同时研究了COD降解动力学。结果表明:最佳控制条件是废水初始pH为3、铁碳填料投加量为300 g/L、H_2O_2投加量为80 m L/L、反应时间为160 min,此时COD的去除率达到87%以上;H_2O_2的加入可使铁碳微电解/H_2O_2系统COD的去除率提高37.34%,铁碳微电解/H_2O_2系统COD反应动力学方程为y=0.5296x-0.6218,相关系数R~2为0.9917。     

铁碳微电解联合两相UASB处理丙烯酸废水

通过采用铁碳微电解预处理丙烯酸废水的实验研究,分析了物理吸附、进水p H、反应时间和固液比(填料废水比)这4个因素对COD和甲醛去除率的影响规律,同时研究了铁碳微电解结合两相UASB处理丙烯酸废水的技术优势。单因素实验的结果表明,当p H=3.0、反应时间=4 h、固液比=300 g∶200 m L时,铁碳微电解预处理可取得37%的COD去除率和30%的甲醛去除率,而且废水可生化性得到明显的改善,与单独两相UASB相比,预处理可显著提高两相UASB运行的稳定性和高效性,综合处理后出水COD达到《污水综合排放标准(GB 8978-1996)》二级排放标准;出水甲醛浓度降低至13~20 mg/L。     

新型微电解填料-Fenton联用处理硝基苯废水

研究通过单因素分析和正交实验法确定新型微电解填料-Fenton联用预处理硝基苯废水的最佳操作条件。结果表明,新型微电解填料降解硝基苯的影响因素从大到小依次为固液比>进水p H值>气水比>HRT,在微电解最佳条件:HRT为60 min,固液比为0.6,进水p H值为2,气水比为15∶1;Fenton试剂最佳条件:反应时间为20 min、p H值为4.5、m(H2O2):m(COD)为2.5、n(H2O2)∶n(Fe2+)为6,硝基苯和COD总去除率可分别达到97.6%和68.3%。处理后的废水可生化性提高,为后续的生物处理创造了良好的条件。     

铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水

采用铁碳微电解-Fenton法对苯胺基乙腈生产废水进行预处理实验。通过静态实验确定铁碳微电解最佳条件为铁屑投加量300 g/L,Fe/C质量比为2∶3,反应75 min,不需要调节进水pH;Fenton反应最佳条件为铁碳微电解出水pH=4,30%H2O2投加量15 mL/L,在搅拌条件下反应60 min;然后沉淀反应时调节pH为9,混凝沉淀75 min。在上述条件下通过动态实验得到系统连续反应在48 h内废水的COD和苯胺去除率在50%和70%以上,可生化性BOD5/COD也保持在0.3以上,为后续生物处理创造了良好条件。     

铁碳微电解预处理汽车电泳涂装废水

采用铁碳微电解法对汽车电泳涂装废水进行处理,研究其处理效果及COD降解动力学。结果表明,进水pH≤4时,铁碳微电解的处理效果影响因素依次为铁碳反应次数、反应时间、进水pH。COD降解率随微电解反应时间的增加而升高,随反应次数的增加而降低,之后趋向稳定。当进水pH=3,反应时间90~150 min时,铁碳微电解的处理效果可稳定在40%左右。同时通过模拟分析,汽车电泳涂装废水COD降解动力学符合三级反应动力学模型。     

微纳米气泡协同铁碳微电解工艺处理盐酸四环素废水

采用微纳米气泡联合铁碳微电解法处理盐酸四环素废水,用XRD和FT-IR对铁碳材料反应前后的结构进行了表征,研究了不同反应时间、铁碳投加量、pH、微纳米气泡进气量对盐酸四环素去除率的影响和一级反应动力学的特征。结果表明:微纳米气泡对铁碳微电解有显著的协同作用;当反应时间为120 min、铁碳投加量为100 g·L-1、pH=3、微纳米气泡进气量为30 mL·min-1时,浓度为20 mg·L-1的盐酸四环素降解效果达到最佳,降解率为80.84%,TOC去除率为47.89%。通过LC-MS测定分析,盐酸四环素经过分解转化为m/z=194、m/z=181和m/z=174的产物,并最终转化分解为CO2和H2O。以上研究结果可为抗生素废水处理提供有益的参考。     

多元微电解填料对煤制油废水预处理的影响

采用高温烧结型微电解填料预处理煤制油废水,通过正交实验研究了初始pH、微电解时间及曝气强度等对废水的预处理影响。结果表明,微电解影响因素从大到小依次为:微电解时间pH曝气强度;微电解预处理煤制油废水的最佳工艺参数为:初始pH 4.0,微电解90 min,气水比3∶1充氧曝气;通过平行实验,COD平均去除率及出水水质分别为54.7%和1 773 mg/L,废水生物毒性指标EC50由原水12.5%的高毒性转化成48.3%的中毒性,为后续生化系统的正常运行提供了有利条件,是预处理煤制油废水的有效方法之一。     

微电解-Fenton联合工艺预处理煤层气井压裂废水

利用Fenton强化微电解工艺对煤层气井压裂废水展开预处理研究,以COD去除率和可生化性(B/C)为考察指标,单独工艺正交实验结果表明pH为3、反应时间为90 min、铁碳体积比为1.5∶1和pH为4、反应时间为80 min、H2O2投加量为4 mL/L分别是微电解与Fenton反应的最优条件,各可获得48.1%和44.9%的COD去除率。在最优条件下进行微电解-Fenton联合运行实验,连续61 h内COD去除率均稳定在65%以上,B/C由0.158上升到0.3以上,有利于后续生化处理的运行。     

微波强化微电解技术处理硝基苯废水

研究了微波强化微电解组合工艺处理硝基苯废水。研究结果表明,在Fe/C比为3,进水pH=3,微波功率640W,微波辐射时间4 min和曝气量为2.5 L/min的最佳条件下,废水COD、色度和浊度去除率分别达到94.7%、95.6%和90.3%。同时,与单一微波辐射和单一微电解相比,该方法处理效果明显优于这二种方法。实验还采用GC-MS分析方法研究了单一微电解及微波强化微电解法处理硝基苯废水的中间降解产物和降解机理。     

多孔铁-碳-稀土合金填料对高盐废水中氯离子的去除

高盐废水是目前水处理领域的难点,主要研究了不同因素下多孔铁碳合金填料对氯离子的去除效果,及Cl-的去除机理。在进水pH为2,停留时间为60 min,Cl-浓度20 000 mg/L条件下进行实验,通过静态实验和连续实验确定Cl-主要去除途径为微电解过程引起的填料吸附。这种合金填料对实际高氯废水也有较好的处理效果,针对变性淀粉废水,在最优条件下填料对废水中氯离子有较强的吸附去除能力,同时COD去除率能达到57%,废水的可生化性得以大幅度提高。     

铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水的动力学研究

通过采用铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水的实验研究,分析了处理过程的COD降解动力学;同时研究了单纯活性炭吸附和微电解过程中COD去除率的变化。结果表明,铁碳微电解的初期COD降解过程近似符合一级反应动力学,并且得到微电解与活性炭吸附对铁碳微电解降解COD的关系式;Fenton反应中通过研究有机物浓度和过氧化氢初始浓度与反应进程的关系,建立了反应动力学模型;单纯吸附实验COD去除率在24 h内快速下降,而微电解在相应时间内COD去除率波动较小,为实际应用提供了数据经验和理论依据。     

铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水的动力学研究

通过采用铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水的实验研究，分析了处理过程的COD降解动力学；同时研究了单纯活性炭吸附和微电解过程中COD去除率的变化。结果表明，铁碳微电解的初期COD降解过程近似符合一级反应动力学，并且得到微电解与活性炭吸附对铁碳微电解降解COD的关系式；Fenton反应中通过研究有机物浓度和过氧化氢初始浓度与反应进程的关系，建立了反应动力学模型；单纯吸附实验COD去除率在24h内快速下降，而微电解在相应时间内COD去除率波动较小，为实际应用提供了数据经验和理论依据。     

高含碳金属化球团制备及对焦化废水的处理

针对传统微电解填料昂贵、生产成本高的问题,利用冶金废弃粉尘制备微电解填料。分析了碳氧比(C/O)、还原时间、还原温度对微电解填料的化学成分、强度性质的影响,并对微电解填料的空隙率、表面形貌进行了实验研究。结果表明:在1300℃,C/O为1.0,还原时间20min的条件下制备的高含碳金属化球团满足微电解填料性能要求,为最佳制备工艺。同时,利用高含碳金属化球团对焦化废水处理进行了实验研究,COD去除率可达63%,B/C值明显提高,提高了废水的可生化性。     

铁碳微电解预处理TNT红水

为了寻求经济有效的TNT红水处理技术,对铁碳微电解工艺预处理TNT红水进行了研究。结果表明,当pH值为3,铁碳质量比0.25∶1,曝气3 h时,COD去除率达到10.1%,2,4-二硝基甲苯-3-磺酸(2,4-dinitrotoluene-3-sulfonic acid,2,4-DNT-3-SA)和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸(2,4-dinitrotoluene-5-sulfonic acid,2,4-DNT-5-SA)的去除率分别可达到10.4%和12.0%;铁碳微电解可以将TNT红水中部分有机物进行转化或去除,经过铁碳微电解后,红水中的有机物从原来的11种变为16种。大部分有机物得到了不同程度的转化,其中1,3,5-三硝基甲苯相对含量降低得最多。     

混凝-Fenton氧化-Fe0还原预处理高浓度硝基苯生产废水

采用混凝-Fenton氧化-Fe0还原工艺预处理高浓度硝基苯废水,考察各反应阶段硝基苯去除效果及影响因素。研究表明,聚铁混凝性能优于聚铝;初始COD为17 350 mg/L、硝基苯浓度为10 050 mg/L的废水,在pH=4,聚铁投加浓度3 300 mg/L时,COD和硝基苯去除率分别为63%和62%;混凝沉降后的上清液用Fenton试剂氧化,可在较宽pH(3～6)范围内降解硝基苯,当H2O2(30%)浓度为6 000 mg/L,Fe2+浓度为168 mg/L时,氧化效率最高;聚铁混凝-Fenton氧化后的出水用Fe0还原,最佳还原条件为:pH=3,Fe0浓度1 500 mg/L。原水经聚铁混凝-Fenton氧化-Fe0还原后,COD和硝基苯总去除率分别达90%和98%,总药剂成本约12.4元/t。处理后废水硝基苯浓度为168 mg/L,适宜进行后续的厌氧-好氧生物处理。     

减压蒸馏耦合微电解处理六硝基二段洗水

通过对六硝基茋(HNS)生产过程中第二段工艺的产品洗涤废水进行水质分析,针对该段废水含有大量吡啶和多种溴代和硝基芳香类化合物的特点,探究了减压蒸馏耦合锌碳微电解法处理二段洗水的效果并优化工艺参数。结果显示,70℃条件下,二段洗水蒸馏至原体积的86.9%时,蒸馏剩余废水TOC去除率为44%,并且此前收集的馏分中吡啶浓度为10%～31.9%(V/V)。减压蒸馏工艺起到收集吡啶同时降低废水TOC的双重作用。减压蒸馏后,残留在废水中的有机物以溴代和硝基芳香化合物为主,采用微电解工艺,其条件优化实验的结果显示,在废水初始pH=1.0,锌投加量为25 g/L,锌碳投加比为1∶1,反应60 min后,废水TOC去除率为33%,采用多级微电解工艺可提高去除效果。     

微电解预处理靛蓝牛仔布印染废水

靛蓝牛仔布印染废水组分复杂,浓度高、水量大,属于难处理的工业废水,为了有效降低后续生物处理单元的负荷,采用铁炭微电解工艺对该废水进行预处理；通过正交实验考察pH、反应时间及铁炭比处理效果的影响规律及COD去除反应动力学,并对各因素作了单因素影响实验,确定了最佳工艺条件.结果表明,铁炭微电解法是预处理靛蓝牛仔布印染废水的一种有效方法,在Fe/C为2:1、pH为3的条件下反应90 min,铁炭微电解出水COD的去除率在49.2％,色度去除率达到80％,该印染废水经微电解处理后,BOD5/COD比值可从原来的0.248上升至0.436,可生化性明显提高.此外,微电解预处理靛蓝牛仔布印染废水中COD的去除反应符合二级反应动力学规律.     

两级预处理/MBR工艺处理制药废水

湖北西北部某工业园已建成污水处理厂(反应沉淀/水解酸化/MBR工艺)以处理合成制药废水为主,由于其预处理段处理效果难以满足后续MBR工艺要求,导致出水水质不能达到国家相关标准,急需升级改造。针对该合成制药废水污染物成分复杂、污染当量大、冲击负荷高、可生物降解性差以及水量水质变化大等特点,采用铁碳微电解/水解酸化两级预处理工艺对该制药废水进行强化预处理,并建立两级预处理/MBR工艺进行小试实验,实验结果表明,铁碳投加量为400g·L~(-1),铁碳质量比为4∶5,HRT=3 h,pH=4,曝气量为3 L·min-1时,一级预处理效果较好,铁碳微电解对COD去除率达47.50%,废水可生化性由0.23提升到0.38;二级预处理水解酸化将废水可生化性由0.38提升至0.46,促使MBR工艺运行效果大幅提升,最终出水达到《化学合成类制药工业水污染排放标准》(GB 21904-2008)。     

铁碳微电解预处理强酸高盐印染中间体废水

针对某工业园区混合类化工废水高色度、强酸性、高盐分和难降解且成分复杂的特点,采用以铁碳微电解技术对该混合类化工废水进行预处理。通过正交实验分析得出各因素对微电解出水处理效果的影响程度顺序分别为:铁炭形式搅拌强度反应时间。正交实验和单因素实验的结果表明,微电解实验水平中的最佳运行条件为:铁炭形式为铁炭混合填料、搅拌强度为350 r/min、反应时间为6 h、铁炭比为3∶1、铁炭总投加量为192 g/L。在优化的运行条件下,出水的色度和COD的去除率分别达到36.0%和22.9%。同时,废水的可生化性也有很大提高,B/C提高了44.4%。