水中有机污染物超声强化氧化技术研究进展

超声波技术在化学、环境、制药以及生物等领域有着广阔的应用前景。在降解水中难降解有机污染物方面 ,超声强化氧化技术有一定优势 ,降解效果显著 ,符合绿色环保技术的要求。超声强化氧化技术主要可分为超声空化技术、超声强化化学 (催化 )氧化技术、超声强化电化学 (催化 )氧化技术、超声强化光化学 (催化 )氧化技术、超声 生物降解等几大类 ,本文对各类技术的优缺点进行了评述。     

超声波—光催化联合降解苯酚废水研究

超声降解和光催化降解均为自由基历程的高级氧化技术，同时，超声空化能够改善传质效果，因此，二者耦合能否产生协同效果是值得研究的，本文考察了苯酚溶液的超声降解、光降解、光催化降解、超声-光催化降解以及温度对光降解和光催化降解的影响，结果表明，40kHz,0.4W/cm^2的超声波对苯酚没有明显的降解作用，而对光催化降解只有轻微的促进作用。光降解和光催化降解的过程曲线显著不同，但温度对二者均有显著的促进作用。     

微波辅助催化湿式氧化技术降解高浓度苯酚废水

以纳米CuO为催化荆,采用微波辅助催化湿式过氧化氢氧化方法对高浓度苯酚废水(1 000 mg/L)进行降解处理,并与传统的催化湿式过氧化氢氧化技术进行比较,研究了微波强化作用对该技术的处理工艺条件、降解效率及机制的影响.结果表明,在微波的辅助作用下,当温度仅为60℃、压力为0.3 MPa时,催化湿式氧化反应15.0 min,苯酚废水的TOC去除率即达到90.8%.这表明微波促使催化湿式氧化反应可以在温和的条件下实现,而且效率高、速率快.进一步的降解机制研究发现,在微波的作用下,苯酚于2.0min内完全氧化转化,主要发生直接开环反应,生成短链羧酸,所经历氧化过程更为简单.     

超声波-光催化联合降解苯酚废水研究

超声降解和光催化降解均为自由基历程的高级氧化技术,同时,超声空化能够改善传质效果,因此,二者耦合能否产生协同效果是值得研究的。本文考察了苯酚溶液的超声降解、光降解、光催化降解、超声-光催化降解以及温度对光降解和光催化降解的影响。结果表明,40kHz,0.4w/cm2的超声波对苯酚没有明显的降解作用,而对光催化降解只有轻微的促进作用。光降解和光催化降解的过程曲线显著不同,但温度对二者均有显著的促进作用。     

Mn-Ce复合氧化物微球的制备及其催化氧化甲苯性能

为了开发高效稳定、具有低温活性的降解VOCs催化材料,采用传统水热法制备了一系列不同锰铈比的催化剂(MnO_2、Mn_(0.95)Ce_(0.05)O_x、Mn_(0.90)Ce_(0.10)O_x、Mn_(0.80)Ce_(0.20)O_x及Mn_(0.60)Ce_(0.40)O_x),利用SEM、BET、XRD、H_2-TPR、O_2-TPD、拉曼光谱等技术对催化剂的物理化学性质进行了表征分析,同时考察了其对甲苯的催化氧化活性。结果表明:通过简单的水热合成法合成出的Mn-Ce复合氧化物均为微球,但Ce的加入使得微球催化剂表面的纳米针消失,变为光滑的微球体;而不同的催化剂在氧化甲苯时呈现不同的催化氧化性能,其中Mn_(0.80)Ce_(0.20)O_x具有最佳的甲苯氧化性能,这是由于其具有较强的氧化还原性能、较高的化学吸附氧含量及存在Mn-Ce固溶体。因此,通过控制催化剂中Ce含量,可调控催化剂的形貌和物理化学特性,从而使Mn-Ce复合氧化物在甲苯催化氧化中展现出优异的催化性能。研究结果为新型高效降解VOCs催化材料的设计和开发提供了新思路。     

多元多相光催化氧化反应器及其对水中2，4—二硝基苯酚有机污染物降解的研究

利用多元多相光催化氧化反应器，可更换不同氧化剂、光源、金属氧化物半导体催化膜、电子捕获器，进行化学氧化、光氧化、光化学氧化、光催化氧化和光化学催化氧化等5种类型多种组合试验，处理水中难降解有机物效果明显。设备具有持久性、灵活性、捕电性、简易性，适用于科研、工程试验中，亦可作教学设备。     

催化氧化法处理有机废水催化剂的选择应用

催化氧化法是处理难降解有机废水的一项重要的新技术。在对化学氧化法的不断改进中，逐步发展出湿式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法和多相催化氧化法。不同的氧化方法所用的催化剂不相同，有机化合物的种类和结构不同，催化剂与氧化剂之间存在匹配问题，因此对催化剂要进行筛选评价。     

化学预氧化-生物强化-生物刺激对土壤中菲降解的联合效应

通过室内实验,探究了低浓度过硫酸盐预氧化耦合生物强化或生物刺激技术处理下土壤中菲的降解率和修复效应。结果表明,浓度为0.1 mmol·g~(-1)、温度为50℃热活化的过硫酸钠对土壤中菲7 d的降解率为22.7%。预氧化后,加入高效降解菌和营养物质,强化微生物对菲的降解,继续培育21 d,最终降解率较第7天可提高8.08%～18.59%。同时添加高效降解菌和营养物质N,对土壤中菲的降解促进作用最强,最终降解率可达41.29%,较仅进行化学氧化的对照组和仅进行微生物降解的对照组分别提高17.44%和22.86%,较预氧化后不进行微生物强化的对照组提高12.9%。降解期间,土壤微生物数量和pH呈先下降,后上升趋势,最终维持在相对稳定水平。相关性分析结果表明,土壤中菲的降解率与氧化剂和营养物质N的添加呈显著正相关,土壤微生物数量与pH呈正相关,与氧化剂呈负相关,土壤pH与氧化剂及营养物质P呈负相关。研究结果证实了化学预氧化耦合生物强化和生物刺激技术能有效促进微生物对菲污染土壤的修复。     

光催化-臭氧氧化降解H酸的研究

采用光催化-臭氧氧化技术(催化膜/UV/O3)降解H酸.研究结果表明,光催化与臭氧氧化相结合具有明显的协同作用.实验进一步讨论了臭氧投加量、废水初始pH值和H酸初始浓度对光催化-臭氧氧化降解H酸的影响.降解后的H酸,萘环结构被破坏,可生化性提高.     

二氧化氯催化氧化处理难降解废水技术的研究

研究了二氧化氯化学氧化体系和二氧化氯催化氧化体系。实验结果表明：单用二氧化氯化学氧化处理COD为3500mg／L的酸性大红染料配制废水时，最佳反应pH值为6—8，氧化剂经济用量为1000mgClO2／L废水，反应时间为60min，COD去除率可达50％左右，氧化指数(COD削减量：ClO2投加量)=2．3。当二氧化氯与自制催化剂所组成的催化氧化体系用于对酸性大红染料配制废水的处理时，最佳反应pH值为2左右，氧化剂经济用量为800mgClO2／L废水，反应时间为45—60min，COD去除率可达80％以上，氧化指数=3．5，去除每kg COD氧化剂费用为3．7元人民币，并且废水的可生化性有很大的提高，效果明显优于二氧化氯化学氧化。经济技术评估表明，二氧化氯催化氧化法是一种新型高效的处理难降解废水的技术，有着广阔的应用前景。     

污染物与蒙脱石层间域的界面反应及其环境意义

系统地评述了无视、有机阳离子、农药分子、细菌等环境污染物在蒙脱石层间域中的吸附、脱附、氧化还原、催化降解等界面反应机理，并指出它们的环境化学行为对环境的影响和意义。     

林可霉素制药废水的臭氧氧化处理

考察了臭氧氧化对林可霉素的效价削减效果。在初始抗生素浓度为100 mg·L~(-1)时,林可霉素效价削减50%所需消耗的臭氧量为0.118 mg·mg~(-1)抗生素,降解过程符合一级降解动力学特征。进一步采用林可霉素实际废水考察了污水化学需氧量(COD)和pH对抗生素臭氧氧化处理的影响,发现废水的COD每增加100 mg·L~(-1),则单位抗生素实现50%削减需要增加的臭氧量约为1.64 mg。碱性条件下,臭氧可催化分解生成羟基自由基等活性基团而加速林可霉素的降解。同时,臭氧氧化后林可霉素生产废水的厌氧可生化性提高了98.51%。研究结果可以为林可霉素生产废水的处理技术选择提供参考。     

超声协同TiO_2光催化降解4,4′-二溴联苯

以纳米TiO2膜为光催化剂,对4,4′-二溴联苯水溶液进行了超声光催化(US+UV)、光催化(UV)和超声(US)降解,探讨了初始浓度、超声的声强和频率等对降解4,4′-二溴联苯的影响。结果表明,4,4′-二溴联苯的超声光催化降解存在协同效应,降解率随4,4′-二溴联苯初始浓度的增大而下降,随声强和频率的增大而增大。超声光催化过程符合一级动力学方程,反应数率常数为0.011 min-1。超声光催化与光催化的降解产物不同。     

光催化-臭氧氧化降解H酸的研究

采用光催化一臭氧氧化技术（催化膜／UV／O3）降解H酸。研究结果表明，光催化与臭氧氧化相结合具有明显的协同作用。实验进一步讨论了臭氧投加量、废水初始pH值和H酸初始浓度对光催化一臭氧氧化降解H酸的影响。降解后的H酸，萘环结构被破坏，可生化性提高。     

无机阴离子对催化臭氧氧化邻苯二甲酸的影响

考察了重碳酸根离子(HCO_3~-)、磷酸根离子(PO_4~(3-))、硫酸根离子(SO_4~(2-))和硝酸根离子(NO_3~-)等自然水体中常见的无机阴离子对非均相催化臭氧氧化邻苯二甲酸(PA)的影响。结果表明,能够捕获羟基自由基(HO·)的HCO_3~-对羟基氧化铁催化臭氧氧化体系影响很大,会明显抑制该体系对PA的降解,而对氧化铈催化臭氧氧化体系基本没有影响。PO_4~(3-)和SO_4~(2-)对2个体系中PA的降解均有很大的抑制效果,而NO_3~-对此影响甚少。从这些无机阴离子的影响可以侧面证明羟基氧化铁催化臭氧氧化遵循羟基自由基机理,而氧化铈催化臭氧氧化PA主要依靠络合作用。     

异位类Fenton化学氧化在多环芳烃污染场地修复中的应用

多环芳烃作为土壤的主要污染源之一,其修复技术的研究对土壤可持续利用具有重要的意义;但目前的研究主要基于室内小试实验,对具体修复技术在实际现场中的应用少有报道。基于上海青浦区西虹桥沈海高速东侧17-02污染场地的工程实践,结合室内实验,详细地介绍了原场异位类Fenton化学氧化修复多环芳烃污染土壤施工工艺。处理结果表明:以柠檬酸为催化助剂的类Fenton化学氧化能够有效地处理场地污染土壤中的苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽和茚并(1, 2, 3-cd)芘等超标污染物;修复后场地土壤各项物理指标相比修复前变化较小;同时,类Fenton氧化反应放热,修复过程中土壤微生物能够将有机柠檬酸快速降解,有效降低了化学氧化对土壤p H的影响。     

多元多相光催化氧化反应器及其对水中2,4-二硝基苯酚有机污染物降解的研究

利用多元多相光催化氧化反应器 ,可更换不同氧化剂、光源、金属氧化物半导体催化膜、电子捕获器 ,进行化学氧化、光氧化、光化学氧化、光催化氧化和光化学催化氧化等 5种类型多种组合试验 ,处理水中难降解有机物效果明显。设备具有持久性、灵活性、捕电性、简易性 ,适用于科研、工程试验中 ,亦可作教学设备     

碳纳米管催化臭氧降解PFOS动力学与过程控制

针对全氟化合物难降解问题通过碳纳米管(CNT)诱导臭氧高级氧化路径研究非均相催化体系对高稳性全氟辛烷磺酸(PFOS)的降解效能与机制。结果表明:CNT介质可催化臭氧通过C-F断键对PFOS强制氧化分解,其准一级降解常数(A=0.O_37 min~(-1),5 mg·L~(-1)CNT)均高于碱式臭氧处理(A:=0.009 min~(-1),pH=11)以及高负荷活性炭颗粒(A:=0.013 min~(-1)3 g·L~(-1)GAC);溶液pH是控制催化过程的重要因素酸性或碱性环境由于PFOS吸附阻隔均不利于CNT表面与溶解O_3的接触催化反应;结合羟基自由基淬灭实验,推测CNT通过表面石墨层促成·OH大量生成并在固/液界面原位降解PFOS。研究结果可为开发利用CNT介质强化臭氧水处理过程提供科学依据。     

光反应器中UV/Fenton光降解湖水中微囊藻毒素的研究

在光催化反应器中,采用UV/Fenton光催化氧化技术,对湖水中微囊藻毒素的光催化降解过程中各影响因子分析表明:微囊藻毒素光催化氧化降解率受光照强度、氧化剂种类及浓度、溶液pH和不同光催化体系等多因素的影响.光促催化氧化体系对MC-LR藻毒素降解具有显著的作用,在紫外光与氧化剂的协同作用下,紫外光照强度越高,越易于促进MC-LR藻毒素快速降解,降解率可到达80%以上.     

多相光催化氧化的理论与实践发展

光催化剂是一项刚刚兴起的新型现代水处理技术，能广泛地利用天然能源，对多种有机物有明显降解效果，因而具有广阔的应用前景。本文综述近年来光峰化氧化有机污染物的研究进展。着重在半导体催化氧化的机理，有机物降解规律，催化剂的研究等方面进行论述，并对目前在光催化氧化技术发展中存在的问题及今后的方向提出一些看法。