UV光降解有机砷废水

阿散酸(4-氨基苯胂酸,PAA)作为饲料添加剂被广泛地应用于家禽养殖业,但是大部分PAA的化学结构不会改变。采用UV光降解水中PAA,并研究了PAA初始浓度、溶液pH、叔丁醇和腐殖酸对其降解效果的影响。结果表明:PAA能被UV高效完全降解,且光解过程受溶液pH、腐殖酸和叔丁醇显著影响。UV辐射20 min,PAA降解率为100%,且NH+4和无机砷(As(Ⅴ)/As(Ⅲ))是其主要的最终的降解产物。此外,根据自由基捕获实验和ESR检测分析,提出了PAA的光降解机理。在UV光照中,PAA的氧化降解一方面是由于直接的光解,另一方面归因于光敏化产生的氧化性自由基(·OH/1O2)参与的光氧化降解。研究结果有助于评价环境风险和PAA的去除。     

抗坏血酸强化Fe(Ⅲ)催化过碳酸钠体系降解水溶液中乙苯

采用还原剂抗坏血酸(AA)强化Fe(Ⅲ)催化过碳酸钠(SPC)体系处理水溶液中的乙苯(EB),考察SPC浓度、Fe(Ⅲ)浓度、AA浓度、溶液初始pH及无机阴离子浓度等对EB降解效果的影响,探讨AA在SPC/Fe(Ⅲ)体系中的作用,确定EB降解过程中起主导作用的自由基。结果表明,AA的存在可促进Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)循环,明显提高EB的降解效率,AA与Fe(Ⅲ)最佳摩尔比为1∶2。SPC/AA/Fe(Ⅲ)体系中EB的降解随溶液初始pH的升高而降低,溶液中存在的HCO_3~-会抑制EB的降解。化学探针实验、电子顺磁共振检测及自由基清扫实验表明,该体系中有·OH和O_2~-·产生,·OH对EB的降解起主要作用。     

Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物对双酚A模拟废水的光处理

主要研究了卤灯光照下,Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物体系对双酚A(BPA)的光化学降解,考查了光源、初始pH值、各反应物初始浓度等因素对双酚A光降解的影响。结果表明:卤灯或太阳光照射下,BPA在Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物体系中能够有效地实现光降解;光强从8.8×104Lux增加到1.2×105Lux,BPA降解率从68.9%提高到92.8%;BPA的降解率及Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物光解过程中产生的.OH浓度均随pH增大而减小;Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物光氧化BPA过程中溶液的pH逐渐升高;过量的酒石酸盐有利于Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的循环进行。     

Fe(Ⅲ)/丙酮酸钠体系光解过程中生成的 Fe(Ⅱ)浓度和·OH的浓度变化

以日光灯和金属卤化物灯为主要光源,以Fe(Ⅲ)/丙酮酸钠体系光化学过程中产生的Fe(Ⅱ)和·OH为主要检测对象,探讨了Fe(Ⅲ)/丙酮酸钠体系光解过程中生成的Fe(Ⅱ)和·OH的浓度变化.结果表明,Fe(Ⅲ)/丙酮酸钠体系的光解过程不仅能产生Fe(Ⅱ)和·OH;在丙酮酸钠过量的情况下,光解过程还存在着Fe(Ⅲ)/Fe (Ⅱ)的循环;Fe(Ⅱ)浓度和·OH累积浓度均在pH 3.00时最大;体系的光化学过程中会伴随pH的升高;初始Fe(Ⅲ)浓度和初始丙酮酸钠浓度的提高都有利于Fe(Ⅱ)浓度和·OH累积浓度的提高.     

漆酶/酸性绿1介体体系对合成染料的降解研究

采用漆酶/酸性绿1介体体系降解孔雀石绿染料,分别考察了温度、pH、漆酶浓度、染料和酸性绿1浓度等条件对降解效果的影响。结果表明:最适的温度为70℃,最适pH为4.5,漆酶和酸性绿1浓度的提高可促进孔雀石绿染料降解,但过高浓度的酸性绿1会抑制其降解。将该介体体系应用于三苯甲烷类染料碱性品红、考马斯亮蓝G-250,双偶氮染料氨基黑10B、酸性红73,单偶氮染料甲基橙和杂环染料罗丹明B的降解,发现漆酶/酸性绿1介体体系对不同类型的染料均有降解效果,但对三苯甲烷类染料的降解效果尤为显著。     

Fe-AC微电解活化过硫酸盐降解直接耐酸大红4BS

为快速脱色降解偶氮类染料,同时解决零价铁活化效率低、易被氧化的问题,以直接耐酸大红4BS(大红4BS)为模拟废水污染物,通过Fe-AC/PDS(铁碳微电解活化过硫酸钠)反应体系对大红4BS进行脱色降解。对影响大红4BS降解的几种因素如Fe:AC(铁碳质量比)、PDS浓度、初始pH等进行探究。结果表明,大红4BS脱色率在Fe:AC=3:1时高达94.7%。增大PDS浓度能明显促进反应进行,但超过5 mmol·L~(-1)时,对体系影响不大。初始溶液pH对Fe-AC/PDS体系降解大红4BS作用显著,在酸性和中性(pH=3.02、4.67、7.32)时,大红4BS的脱色率分别高达98.8%、96.2%、94.7%,但在碱性(pH=9.38、10.78)条件下,其脱色率只有24.5%、18.7%。无机盐阴离子对Fe-AC/PDS体系降解大红4BS有抑制作用,而阳离子对其产生促进作用。自由基俘获实验表明Fe-AC/PDS体系降解大红4BS并不仅仅只是自由基的氧化反应,还存在其他复杂反应,继而对Fe-AC/PDS体系降解大红4BS的机理进行探讨。     

微波-Fenton高级氧化工艺降解水中BPA

以提高目标物的降解效果和投加药剂利用率、缩短反应时间及节约处理成本为目的,探讨4种不同光助-Fenton氧化工艺对环境内分泌干扰物双酚A(BPA)的降解效果。以BPA的去除率和反应速率作为评价指标,采用紫外分光光度计、TOC测定仪及分子荧光光度计分别对BPA的去除率、反应体系的矿化度和·OH的生成量进行研究。确定了微波-Fenton氧化工艺降解水中BPA的效果最佳,并深入研究pH值、H_2O_2投加量、n(H_2O_2)/n(Fe2+)、微波反应功率及时间对微波-Fenton氧化工艺的影响。结果表明:pH=3,n(H_2O_2)/n(Fe2+)为20,H_2O_2浓度为2 mmol·L~(~(-1)),反应时间为5 min,反应功率为300 W的条件下,BPA初始浓度为100 mg·L~(~(-1))时其去除率最高达99.67%,矿化度达53%;pH值在2~6范围内对BPA均有降解效果,铁泥量也有一定的减少。为微波-Fenton氧化工艺的实际应用奠定了理论基础,并且提供了技术支持。     

Fenton试剂氧化苯酚过程中Fe（Ⅱ）浓度的变化

考察了Fenton试剂氧化降解苯酚过程中Fe(Ⅱ)浓度的变化,并通过实验探讨了其变化的原因.实验结果表明,在Fenton反应发生的第1 rain内,Fe(Ⅱ)浓度可降低到初始浓度的60%左右,随着反应的继续Fe(Ⅱ)浓度在大约20min降低到最小值,然后开始增大,说明了Fe(Ⅲ)还原作用的存在;Fenton试剂氧化降解苯酚的中间产物包括对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚和苯醌等,其中前三者能对Fe(Ⅲ)有效还原,是Fenton试剂氧化降解苯酚过程中Fe(Ⅲ)还原的主要途径之一.     

电催化氧化法处理染料废水的影响因素及动力学

以钛涂膜极板为阳极、石墨极板为阴极、Fe2O3/γ-Al2O3为多相催化剂,构建电-多相催化氧化体系,研究了该体系对酸性大红模拟染料废水中COD的去除效果及其影响因素,优化了实验条件,并初步探讨了COD的降解机理。结果表明,在槽电压20 V,pH 4,曝气量0.24 m3/h,极板间距3 cm的条件下,COD的去除率最高,达到64.5%;COD的降解近似符合一级动力学方程:ln(C0/C)=0.0034t+0.719。在电-多相催化氧化体系中,废水中的有机物被直接矿化或降解为小分子有机物。     

Ti(Ⅳ)催化臭氧化预处理酸性难降解制药废水

考察了酸性条件下Ti(Ⅳ)催化臭氧化预处理医药废水的效能,关联了废水氧化度与可生化性(BOD5/COD)的关系。结果表明,酸性条件下O3和O3/H2O2的氧化效率明显低于Ti(Ⅳ)/H2O2/O3。原始pH条件(3.5)下,Ti(Ⅳ)/H2O2/O3体系Ti(Ⅳ)离子和H2O2的最佳浓度分别为10 mg/L和200 mg/L。调节pH值至5.0处理120 min,制药废水的化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)的去除率分别为56.13%和31.49%。此时水样氧化度从原来的0.388提升到了0.608,BOD5/COD值从原来的0.019升至0.297,两者呈现较好的正相关性。以上结果表明,增大pH可以提高Ti(Ⅳ)/H2O2/O3的处理效果;此外,可以考虑利用氧化度的大小来快速判断水样的可生化性。     

Fenton法处理垃圾渗滤液MBR-NF浓缩液

采用Fenton法处理MBR-NF浓缩液,考察了FeSO4·7H2O投加量、n(H2O2)/n(Fe2+)投加比、初始pH对渗滤液MBR-NF浓缩液处理效果的影响,并在最佳实验条件下,探讨浓缩液富里酸(FA)、亲水性有机物(HyI)组分在Fenton氧化前后组成的变化。研究结果表明,在FeSO4·7H2O投加量为0.055 mol/L、n(H2O2)/n(Fe2+)投加比为4、初始pH为7.58时,对COD、腐植酸(UV254)、色度(CN)的去除率分别为79.6%、93.7%和97.8%。Fenton氧化后,浓缩液中有机物组分含量发生了较大变化,腐植酸含量下降,HyI成为渗滤液溶解性有机物主要成分。紫外-可见光谱表明,Fenton法对FA去除效果较好,而对HyI氧化效果较差;傅立叶红外光谱显示,经Fenton氧化后,FA的结构发生了明显变化,而HyI则变化不明显。     

Fenton氧化水中间氯硝基苯的动力学与机制研究

结合Fenton氧化反应动力学模型研究了Fenton氧化水中间氯硝基苯(m-ClNB)的影响因素和降解机制.结果表明:(1)反应初始pH、H2O2浓度、Fe2+浓度、污染物初始浓度和反应温度对m-ClNB的降解均有明显影响.在反应初始pH为3.5、m-ClNB初始摩尔浓度为0.444mmol/L、H2O2摩尔浓度为21.55mmol/L、Fe2+摩尔浓度为0.054mmol/L、反应温度为(25土1)℃的条件下,m-ClNB的去除效果较好.(2)建立了Fenton氧化m-ClNB的准一级反应动力学模型,且m-ClNB的降解与该模型拟合良好.基于不同反应温度时的准一级反应速率常数(kap),得到了m-ClNB降解的阿累尼乌斯公式,且活化能为36.51kJ/mol.(3)气相色谱(GC)/质谱(MS)和高效液相色谱(HPLC)/MS分析表明,Fenton氧化m-ClNB的主要产物有4-氯-2-硝基苯酚及其同分异构体、羟基乙酸、草酸、丁二酸、丙二酸、6-氯己酸、乙醛酸、2,2-二羟基丙二酸和2-乙基丙二酸等.     

芬顿氧化法处理水中酸性品红的研究

研究了酸性品红在Fenton体系中的降解过程,反应30 min后,在[Fe2+]0=0.06 mmol/L、[H2O2]0=0.3 mmol/L、pH=3、T=30℃的条件下,初始浓度为20 mg/L的酸性品红的去除率达到97%以上。升高反应温度,有利于Fenton体系中酸性品红的降解,但影响并不显著。根据不同温度下的速率常数,并结合Arrhenius方程求出了Fenton试剂降解酸性品红的反应活化能,仅为11.63 kJ/mol。C1?的存在对酸性品红在Fenton体系中的降解表现出明显的阻碍作用,并且随着C1?浓度的增加,抑制作用越来越大;SO24-和NO3-的存在也降低了Fenton试剂的氧化性能。     

纳米铁酸铜催化剂活化过一硫酸盐降解苯胺废水

使用溶胶凝胶法制备纳米铁酸铜催化剂,并用于活化过一硫酸盐催化降解苯胺废水。探究了纳米铁酸铜投加量、过一硫酸盐投加量和pH对苯胺降解率的影响。结果表明,在纳米铁酸铜投加量为2.0g/L、过一硫酸盐投加量为0.2g/L、pH=7.0的条件下,纳米铁酸铜活化过一硫酸盐催化降解苯胺废水的效果最好,反应60min,100mL质量浓度为10mg/L的苯胺降解率可达99%。纳米铁酸铜在反应过程中的总铁溶出量仅为0.87mg/L,总铜溶出量仅为0.03mg/L。苯胺的降解途径:一是苯胺中的氨基被自由基攻击,生成亚硝基苯,继续氧化生成硝基苯,然后开环矿化为CO_2和H_2O;二是氨基对位苯环上的氢原子被羟基取代生成对羟基苯胺,对羟基苯胺被自由基攻击生成亚氨基苯醌,进一步反应生成对苯醌,然后开环矿化为CO_2和H_2O。     

酸析-Fenton氧化法处理采气废水

采用酸析-Fenton氧化法对川西某气井采气废水进行降解处理研究,考察了pH、Fenton试剂配比、投加量及反应时间等主要影响因素对采气废水处理效果的影响,并选用气相色谱-质谱仪器(GC-MS)对酸析-Fenton氧化法处理前后水样的成分进行定性分析.结果表明,酸析-Fenton氧化法最佳实验条件:pH为l,H2O2/COD为7,H2O2/Fe2+(摩尔比)为3,反应时间为120 min;在最佳实验条件下COD、SS、油类物质、色度的去除率分别为81％、99％、95％、99％;对比处理前后水样的GC-MS图谱,表明在质谱扫描范围内,处理前后水样中物质成分变化较大,酸析-Fenton氧化技术对采气废水中难降解有机物的去除效果明显.     

Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系光降解黄连素

紫外光(UV)照射下,利用Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系对黄连素(berberine)的降解反应进行研究。探讨Fe(Ⅲ)、富马酸盐(fumarate)和黄连素的初始浓度及溶液pH值对黄连素降解率的影响,并对黄连素的降解过程进行了动力学分析和机理分析。结果表明,在紫外光照射下,Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系对黄连素有较好的降解效果。当Fe(Ⅲ)和富马酸钠初始浓度分别为25μmol/L和250μmol/L,溶液pH值为3.0时,紫外光照75 min后黄连素降解率接近91%。在pH 2.0~6.0范围内,pH值越大黄连素的降解率越低;Fe(Ⅲ)和富马酸盐初始浓度的增大能促进黄连素的降解;而随着黄连素初始浓度的增大,其降解率逐渐降低。动力学分析表明,黄连素光降解过程符合一级动力学。利用异丙醇和硫脲猝灭法证明Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系在光反应过程中产生了羟基自由基和超氧负离子自由基。通过紫外光谱、红外光谱、TOC检测和GC-MS分析表明,在紫外光照射下黄连素在Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系中结构被破坏,降解为小分子物质。     

EGCG-Fe配合物对水中Cr(Ⅵ)还原

通过实验对水溶液中EGCG-Fe(Ⅱ)、EGCG-Fe(Ⅲ)还原Cr(Ⅵ)进行了研究。结果表明,EGCG-Fe(Ⅱ)能高效的还原六价铬,其反应速率与EGCG-Fe(Ⅱ)的分布以及溶液pH有关。提高反应物浓度和pH有利于EGCG-Fe(Ⅱ)的形成从而提高Cr(Ⅵ)的还原速率;与之相反,EGCG-Fe(Ⅱ)与Cr(Ⅵ)的反应速率常数则随pH的升高而降低,在pH=3.75、4.02、4.32以及4.61的条件下分别为3 556.3、2 049.5、1 453.7和1 022.0 L·(mol·s)-1。在pH5的条件下EGCG还可以还原Fe(Ⅲ)并形成EGCG-Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)循环,其间产生的多种中间体可能对Cr(Ⅵ)具有较强的反应活性,并大幅提高Cr(Ⅵ)的还原速率。在pH5的条件下由于水中溶解氧的竞争反应会降低EGCG-Fe(Ⅱ)对Cr(Ⅵ)的还原效率,而对于pH4的情形则可忽略溶解氧的影响。     

酸性矿井水中和沉淀法除铁优化

针对山西某煤矿高矿化度、高铁酸性矿井水除铁效果差、出水容易返色等问题,采用NaOH中和调pH、曝气及化学氧化等处理工艺进行酸性矿井水中和沉淀法除铁优化实验研究。结果表明,采用NaOH中和沉淀法除铁时,投加中和剂使出水pH达6.7以上时,出水中铁含量低于10 mg/L,满足排放要求。对于本实验废水NaOH所需投加量为2.8 g/L,铁的去除率可达到99.75%;以H2O2对原水进行氧化处理,可迅速将Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ),其用量与原水中Fe(Ⅱ)的含量成正比。当其用量为1.6 mL/L时,可将原水中的Fe(Ⅱ)完全转化为Fe(Ⅲ),投加中和剂使出水pH达到4.5以上时,能使出水中铁含量满足排放要求。对于实验废水所需的NaOH投加量为2.0 g/L,比直接中和沉淀所需的NaOH用量要节省28.6%。曝气处理对原水中Fe(Ⅱ)的氧化效果不明显。     

铁电絮凝产羟自由基氧化降解地下水中磺胺

为了揭示铁电絮凝(EC)过程中尚未被认识的羟自由基氧化机制,以磺胺污染的地下水为对象进行电絮凝降解研究。通过淬灭自由基、厌氧电絮凝和加Fe(Ⅲ)盐等对照实验,探究反应体系是否存在羟自由基氧化机制;并对不同电解质、溶液pH、初始磺胺浓度、电流强度条件下的电絮凝降解磺胺效率进行了测定。研究结果表明:铁电絮凝处理磺胺废水反应体系存在羟自由基氧化降解磺胺机制;地下水中,阴离子对铁电絮凝氧化效果的影响较小。对模拟江汉平原含0.2 mg·L-1As(Ⅲ)和0.1 mg·L-1磺胺的地下水进行铁电絮凝处理,在30 mA的电流条件下,As(Ⅲ)在4 h内的去除率达到100%,而磺胺达到68.6%。     

湿式双氧水氧化处理染料中间体H-酸钠盐溶液的研究

在0.5 L压力反应器内,对染料中间体H-酸钠盐溶液进行湿式双氧水氧化(WPO)及湿式双氧水催化氧化(CWPO)降解处理.分别考察反应时间、双氧水用量、温度、进水pH值和催化剂等对反应过程与对象污染物降解的影响规律.结果表明,WPO能在温和的条件下降解难于生物降解的有机物,在温度为110℃、压力为0.5 MPa、双氧水用量为理论需用量、进水pH=5的条件下,处理含10 g/L H-酸钠盐的H-酸盐溶液的COD和色度去除率分别为62.0%和98.7%;采用非均相Cu/Ni复合催化剂,在同样操作条件下,CWPO对同一废水的COD和色度去除率分别可达到92.0%和99.9%.表明催化剂的存在大大提高了WPO的氧化效果.