臭氧氧化法处理焦化废水生化出水的反应动力学

对臭氧氧化去除焦化废水生化出水COD的反应动力学及其影响因素进行了实验研究，结果表明，在臭氧投加量为8．50mg／min，反应温度为20＇E和初始pH为10．61条件下，对COD的降解符合表观一级反应动力学模型，其相关系数R。=0．9991，表观反应速率常数k。。=1．01×10^-3s-1。该条件下，臭氧氧化对COD的降解主要来源于高活性羟基自由基的强氧化作用。在不同的臭氧投加量（4．25～12．75mg／min）、不同的反应温度（10～40℃）和不同的初始pH（3．76～12．53）下，COD的降解也同样遵循一级反应动力学规律。随着臭氧投加量的增大，COD降解的表观反应速率常数从（0．554×10^-3）s-1增加到（1．06×10＆-3）s-1；随着反应温度的升高，表观反应速率常数从（0．427×10^-3）s-1增加到（1．40×10-3）s-1，温度越高反应速率提高的幅度却越小；在初始pH3．76～10．61范围内，表观反应速率常数从（0．218×10^-3）s-1增加到（1．01×10^-3）s-1，在初始pH为12．53时表观反应速率常数下降到（0．857×10^-3）s-1。     

真空紫外光臭氧降解偏二甲肼的研究

研究比较了臭氧氧化（O₃）、紫外臭氧（O₃/UV）和真空紫外臭氧（O₃/VUV）对推进剂——偏二甲肼的处理效果，O₃/VUV最为有效，反应速率常数分别比O₃/UV和O₃高39.8%和65.6%，中间产物——甲醛去除得更迅速，反应50 min即无法检出。初始pH 9时，O₃/VUV降解偏二甲肼的速率最快，达到0.4461 min^-1；反应速率常数随臭氧投加量的增加而线性增大；随偏二甲肼初始浓度从100 mg/L增加到2 000 mg/L，反应动力学由一级转为零级。碳酸盐浓度在0～2 mmol/L范围内对O₃/VUV降解偏二甲肼没有明显的抑制作用。偏二甲肼的无机氮产物以氨离子为主，无机氮只占总氮的40%～60%，说明仍有相当比例的氮以有机氮形式存在。     

3种不同工艺中莠灭净的去除特性及自由基鉴定

以三嗪类除草剂莠灭净(AMT)为目标污染物,对比研究了紫外(UV)、紫外激活过硫酸盐(UV/PS)与紫外激活过一氧硫酸氢盐(UV/PMS)3种不同工艺对AMT的去除效果以及反应动力学模型。考察了底物初始浓度、氧化剂浓度、溶液初始pH和水中腐殖酸浓度对AMT降解的影响,并对反应中生成的主要自由基进行鉴定。结果表明,3种系统下AMT降解均符合拟一级反应动力学模型(R~2≥0.93)。AMT在3种不同系统下降解效率基本遵循UV/PSUV/PMSUV规律。随着底物初始浓度的增加,AMT降解率减小,拟一级速率常数kobs减小;增加氧化剂的投加量可以促进AMT降解;溶液pH的改变对UV系统下AMT的降解影响较小,而在UV/PS系统下,随着pH的增大降解率逐渐减小,在UV/PMS系统中降解率则呈现先减小后增大的趋势;投加腐殖酸会抑制AMT的降解;pH为7时,UV/PS和UV/PMS系统中反应生成的自由基主要是·SO_4~-。     

UV/H_2O_2降解水中磺胺嘧啶影响因素及机理

利用UV/H_2O_2光氧化反应器降解水中的磺胺嘧啶,考察了H_2O_2投量、pH值、紫外功率等因素对去除效果的影响,同时对反应动力学及降解产物进行了分析。结果表明,在紫外辐照与H_2O_2氧化共同作用下,UV/H_2O_2降解水中磺胺嘧啶效果显著,去除率达90%以上,其降解过程符合一级反应动力学模型(R2=0.991 2)。H_2O_2投量与磺胺嘧啶降解速率常数具有良好的线性关系,H_2O_2投量由0.03增大至1.50 mmol·L-1,反应速率常数由0.048 2增大至0.359 9 min-1;同时,随着紫外灯功率由5增大至15 W,反应速率常数由0.066 2增大至0.163 1 min-1;随着初始磺胺嘧啶浓度由0.02增加至0.08 mmol·L-1,反应速率常数由0.251 7逐渐降低至0.046 8 min-1;pH由3.0升高至7.0,反应速率常数由0.070 2增大至0.102 3 min-1,当pH继续增大时,反应速率常数反而降低。根据液相色谱/质谱(LC/MS)对中间产物分析,UV/H_2O_2降解磺胺嘧啶生成质荷比(m/z)为173、186和200的对氨基苯磺酸等中间产物,推测S—N键和C—N键被打开,这些中间产物可进一步被降解,但TOC去除率仅为7%,表明磺胺嘧啶仅部分被矿化。UV/H_2O_2工艺处理磺胺嘧啶的电能效率(EEO)采用每一对数减少级电能输入进行评价,优化条件下电能效率为0.078 k Wh·m-3,可为实际工程应用提供参考。     

臭氧/Mn2+催化降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸

以Mn2 为催化剂与臭氧联合降解除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D).考察了反应温度、pH、2,4-D初始浓度和臭氧气体流量等因素对2,4-D降解效果的影响.pH对2,4-D降解效果影响很大,当pH=2.0、反应5 min时,2,4-D的去除率达99.8%;当pH=10.1、反应20min时,2,4-D的去除率仅为50.0%.反应温度升高、臭氧气体流量增加、2,4-D初始浓度降低均有助于2,4-D降解速率的提高.单独臭氧氧化2,4-D的表观反应速率常数为0.170 min-1;催化臭氧氧化2,4-D的表观反应速率常数为0.295min-1,是单独臭氧氧化的1.74倍.2,4-D的Mn2 催化臭氧反应遵循拟一级反应动力学方程.     

紫外/TiO_2/H_2O_2去除水中聚丙烯酰胺的研究

采用紫外(UV)/TiO_2/H_2O_2去除水中聚丙烯酰胺(PAM),研究了H_2O_2投加量、TiO_2投加量、UV光照强度以及PAM初始浓度等因素对PAM去除效果的影响,并对降解体系是否产生丙烯酰胺单体(AM)进行验证。试验结果表明,在20℃、H_2O_2投加量为20mmol/L、催化剂TiO_2投加量为10mg/L、PAM初始质量浓度为100mg/L,UV光照强度为140μW/cm~2时,反应120min后的PAM去除率达97.4%,且无AM产生。     

臭氧高级氧化法降解生化尾水中喹啉

采用O_3、O_3/UV、O_3/H_2O_23种工艺对喹啉的去除、矿化效果,生化性提高及降解规律等方面进行了对比分析,结果表明,单独H_2O_2、单独UV不能有效地降解喹啉;单独O_3、O_3/H_2O_2对喹啉有一定的去除效果,但两者差别不大;反应时间为6 min时,喹啉去除率分别为78.7%和79%,反应30 min时,喹啉的矿化率为33.4%和38.2%;O_3/UV工艺明显优于前2种,在6 min内,喹啉基本降解完全,30 min矿化率超过90%;3种工艺的降解过程都很好地满足伪一级动力学规律,O_3/UV的表观反应速率常数(0.7204 min~(-1))大于单独O_3(0.2832 min~(-1))和O_3/H_2O_2(0.29 min~(-1))工艺的表观反应速率常数;采用O_3/UV工艺处理实际工业园区生化尾水,6 min内喹啉降解完全,30 min时,COD去除率为88%,TOC的去除率达到89%,UV254的去除率为96%,出水指标达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》一级A标准。     

壳聚糖/纳米CdS复合颗粒可见光光催化降解猩红B动力学研究

采用仿生矿化法制备了壳聚糖/纳米CdS复合颗粒光催化剂,并用于可见光光催化降解猩红B染料模拟废水,研究了猩红B初始浓度、pH、催化剂投加量和催化剂重复使用次数等因素对猩红B光催化降解的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,壳聚糖能有效负载CdS纳米微晶.采用Langmuir-Hinshelwood模型描述壳聚糖/纳米CdS复合颗粒可见光光催化降解猩红B反应动力学行为,在猩红B初始质量浓度较低(≤20 mg/L)时,光催化降解过程符合假一级动力学方程.降低猩红B初始浓度和溶液pH都可显著增大光催化降解速率常数;催化剂投加量小于0.7 g/L时,光催化降解速率随其增加而增大,但催化剂投加量过大会使光催化降解速率减小;催化剂重复使用第5次时,猩红B光催化降解速率常数仍为第1次使用时的63.4%.     

太阳能固定膜光催化去除双酚A的特性与效果

以太阳能固定膜光催化中试装置,研究了光解、初始浓度和平均光强等对双酚A(BPA)光催化去除的影响及BPA的矿化和在自来水中的处理效果.试验结果表明,BPA在日光照射下很难光解,其光催化降解呈表观一级反应,在平均光强介于5.7～23.5 W/m2时,表观反应速率常数和平均光强呈线性关系.太阳能光催化对BPA具有良好的矿化作用,但其降解与以UV254为光源的降解有不同的机理.太阳能光催化对自来水中BPA也具有较好的处理效果.     

UV-TiO_2光催化氧化降解双酚A的动力学研究

采用自制光催化氧化反应器,研究了双酚A(BPA)在纳米TiO_2悬浆体系中的光催化氧化特性.结果表明:(1)UV-TiO_2对水中BPA有较强光催化氧化降解作用.在10 W低压汞灯照射下,当纳米TiO_2用量为1.0 g/L、pH为5.5、BPA初始质量浓度为10 mg/L、曝气量为4.0 mL/min、温度为室温、反应时间为120 min时,BPA去除率可达97.1%.当pH≥9.5时,120 min后BPA已经基本光催化氧化降解完全.(2)BPA的光催化氧化降解曲线均很好地符合一级反应动力学方程.其速率常数与纳米TiO_2用量、pH、BPA初始浓度、曝气量有关;促进·OH和电子-空穴对的生成是提高光催化氧化反应速率的重要途径.     

TiO2/H2O2/UV和TiO2/O3/UV降解对氯苯甲酸和喹啉的试验研究

主要叙述TiO2/H2O2/UV和TiO2/O3/UV体系降解对氯苯甲酸(4-CBA)和喹啉的试验研究.研究表明,(1)在TiO2/H2O2/UV体系里目标物降解速度先随过氧化氢投加量的增加而提高,但超过一定浓度之后便开始下降;(2)在TiO2/O3/UV体系中,目标降解物的反应速度都非常快,且臭氧浓度高的时候降解速度更快;(3)二氧化钛催化剂在TiO2/O3/UV体系中作为积极因素有助于提高反应速率,而在TiO2/H2O2/UV体系是消极因素,会降低反应速率.     

UV/TiO2薄膜体系光降解酞酸酯研究

采用自制玻璃负载TiO2薄膜,研究了UV-V is/TiO2以及UV/TiO2/H2O2体系对2种酞酸酯DBP和DEHP的光催化降解情况。研究结果表明,TiO2在暗处对酞酸酯没有降解作用;UV/TiO2体系能有效光降解DBP和DEHP,TiO2具有明显的光催化作用,增强因子分别为fDBP=2.06,fDEHP=1.53;在一定浓度范围内DBP在UV/TiO2体系中的降解速率与其初始浓度成负一级动力学关系;UV/TiO2/H2O2体系对DBP的光降解能力远大于UV/TiO2和UV/H2O2体系,H2O2能显著提高TiO2的光催化活性。     

臭氧光催化降解地下水中天然有机物的研究

在现场开展了中试规模的臭氧光催化降解天然有机物的研究.研究表明,对大分子天然有机物占很大比例且重碳酸盐含量较高的地下水,臭氧投加量10 mg/L和反应时间10 min条件下,TOC的去除率不到20%,但UV254和三卤甲烷生成潜力(THMFP)去除率分别达到近60%和33.5%.臭氧光催化与活性炭吸附相连,能显著提高UV254的THMFP的去除率,但TOC去除率并不明显高于单独活性炭吸附.臭氧光催化使大分子有机物转化为小分子有机物,后者在活性炭上的吸附性提高且生化性改善,可望在生物活性炭上更有效地去除.     

复合纳米Fe2O3/TiO2可见光催化降解邻甲酚溶液的研究

以复合纳米Fe2O3／TiO2作为催化剂,日光色镝灯为光源,研究了邻甲酚溶液的可见光降解。考察了催化剂制备方法、催化剂使用量、溶液pH、催化剂重复使用等条件对可见光降解的影响。实验结果表明,1％Fe2O3／TiO2（n）对邻甲酚溶液的可见光降解效果最优,比Ti02（p25）的降解率提高了2．6倍。在实验条件下,可见光降解3h,邻甲酚溶液的浓度去除率达95．4％,TOC去除率为72．3％。在较宽的浓度范围内,邻甲酚的反应服从一级动力学反应方程,随着浓度的增大,反应速率常数不断降低。     

镍网负载纳米TiO_2光催化反应器对酸性品红脱色效果实验研究

采用负载纳米TiO2的三维镍网装配了光催化反应器,就其对酸性品红溶液进行脱色效果进行了实验研究。考察了反应器的3种装配条件、品红初始浓度、pH值、H2O2投加量、紫外光剂量等因素对酸性品红脱色效果的影响。结果表明:UV灯+镍网+TiO2模式组合的反应器脱色效果最好;在相同的处理时间内酸性品红溶液的脱色率随起始浓度的增大而减小;将酸性品红溶液pH值调至5时脱色效果最明显,70 min的脱色率可高达94.8%。脱色效果还可以通过溶液中添加H2O2和控制紫外线剂量来调节。当溶液中H2O2投加量为0.5 g/L时,处理70 min后的脱色率可高达98.3%;到达反应界面紫外光剂量越多则能够获得越高的酸性品红脱色率。     

TiO_2光催化涂料的制备及其降解甲醛研究

自制TiO_2光催化涂料,重点对所制备的涂料在室内进行降解甲醛研究,考察了在不同分散剂、不同光催化剂以及不同甲醛初始浓度、不同光源、不同温度和不同湿度等环境因素下涂料对甲醛降解率的影响。结果表明,选用聚丙烯酸钠离子型分散剂,铜金属掺杂TiO_2光催化剂制备的光催化涂料对甲醛降解率达80%以上且具有良好的耐久性,在室温(20℃左右)湿度50%日光灯照射下,甲醛初始浓度5μL时效果最佳。     

混凝-催化氧化-水解酸化-生物接触氧化法处理染料废水的中试研究

采用混凝-催化氧化-水解酸化-生物接触氧化法处理高浓度难降解分散染料废水.比较分析了O_3、UV/TiO_2/O_3,UV/O_3/H_2O_23种高级氧化法的处理效果.结果表明,UV/TiO_2/O_3对废水COD和色度有较高的去除率.可明显改善废水的可生化性,废水的BOD_5/COD由0.05～0.07升高至0.42～0.46.在混凝沉淀单元HRT为1.5 h.催化氧化单元(UV/TiO_2/O_3)HRT为3.0 h,水解酸化HRT为10.0 h,生物接触氧化HRT为10.0 h的最佳条件下,该组合工艺对废水COD和色度总的去除率分别可达95.0%、99.5%.     

臭氧/紫外联合降解甲醛的试验研究

在臭氧单独作用、紫外光单独作用和UV/O₃ 3种条件下分别对甲醛进行降解试验，研究表明,臭氧和紫外在降解甲醛的试验中存在明显的协同促进作用。单独臭氧对甲醛降解效果并不显著。紫外单独作用时，对甲醛几乎没有降解作用。在UV/O₃条件下，甲醛的降解率大大提高，特别是在高浓度臭氧条件下，降解率高达63％。臭氧浓度增大，降解率增大；紫外光强度增大，降解效果提高；气体流量增大，降解率下降；湿度增大，降解率提高。对甲醛降解试验进行动力学研究，结果表明，光照强度和臭氧浓度增大，一级反应速率增大，提高臭氧浓度要比加强紫外强度更能促进甲醛的降解。     

UV/Fenton法处理酸性红B研究

采用UV/Fenton高级氧化技术对酸性红B模拟废水进行处理,当进水浓度为400mg/L时,确定了各影响因素的最佳投加量:H2O2投加量为2 mL/L,Fe2 投加量为0.08g/L,最佳pH值为4;并采用一级动力学公式对酸性红B降解速率进行拟合,研究了反应条件对速率常数的影响.最后通过对单独UV法、单独Fenton法和UV/Fenton法3种处理方法效果的比较,发现UV与Fenton试剂具有协同作用.