一株高效广谱染料脱色菌脱色条件的优化

以模拟酸性大红3R染料废水为对象,在单因素实验基础上,选取温度、初始染料浓度、酵母粉浓度三因素为影响因子,以染料脱色率为响应值,利用Box-Behnken设计及响应面分析法研究了各因素对一株广谱型染料脱色菌株Enterobacter cloacae strain M3脱色效果的影响及各因素间交互作用,建立了二次多项式回归方程的预测模型,确定了菌株脱色酸性大红3R废水的优化条件。结果表明：回归方程极显著,拟合性好。最优脱色条件为温度36℃,染料浓度121.12 mg/L,酵母粉浓度1.99%,在此条件下,染料脱色率可达99.21%。经实验验证,实际值与模型预测值拟合良好,偏差仅为0.79%。     

Box-Behnken响应曲面优化铁炭微电解降解结晶紫

在单因素实验的基础上,以结晶紫脱色率为评价指标,铁炭比、反应时间与曝气量为考察因素,采用Box-Be-hnken响应曲面法优化铁炭微电解降解结晶紫的工艺条件,同时得出相应的数学模型。实验表明,在结晶紫初始浓度为100mg/L和体积为300 mL,pH为3,反应时间为80 min,铁屑的投加量为20 g,铁炭质量比为2∶1,曝气量为20 L/h的条件下,铁炭微电解对结晶紫的脱色率可达到89.6%。通过Box-Behnken响应曲面可知,铁炭比、反应时间、曝气量以及铁炭比和反应时间的交互作用对结晶紫的脱色率均有显著影响,其中曝气量对脱色率的影响尤为显著;回归模型决定系数R2=0.9067,P=0.039,表明此模型拟合程度良好,且模型显著。铁炭微电解降解结晶紫最佳的工艺条件为:铁炭比为2.4∶1,反应时间为84 min、曝气量为40 L/h,脱色率为93.25%,回归模型的预测值与测定值偏差率为2.26%。     

Ce-PbO_2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为：初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

Ce-PbO2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为:初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

pH对微气泡臭氧氧化处理染料废水影响

微气泡技术有助于改善废水臭氧氧化处理效果,p H值是影响微气泡臭氧氧化处理性能的重要因素。考察了不同初始p H值条件下,微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R废水性能。结果表明,p H值对微气泡曝气中臭氧分解速率具有显著影响,强酸性和碱性条件下,微气泡曝气中臭氧分解速率均明显高于中性条件。同时,酸性和碱性条件下,微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R的脱色速率和TOC去除速率明显高于中性条件。酸性条件下臭氧微气泡氧化能力最强,TOC去除速率约为中性条件的2倍,TOC去除率可达83.1%。酸性、碱性和中性条件下TOC去除量与臭氧消耗量的比值(R)分别为0.0372、0.0298和0.0180 mg/mg。不同初始p H值下微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R过程中,臭氧利用率均高于99%。     

电沉积处理电解锌漂洗废水的实验研究

采用电沉积技术对电解锌漂洗废水进行初步处理，以求达到废水回用和重金属锌的回收。研究了电沉积法处理含锌废水过程中各个影响因素对电沉积效果的影响，并且设计了正交实验。结果表明，极板间距、槽电压、进水pH、极板材料等对二维电沉积处理模拟废水具有显著影响。适宜的电沉积条件是：极板间距20 mm、槽电压5～6 V、阴极板材料为铝板、电沉积时间为30～45 min。     

催化铁内电解反应床对水中酸性红B的脱色研究

在铁内电解法的基础上发展出的铁镀铜滤料构成的催化铁内电解反应床，并以酸性红B为目标染料，研究了催化铁内电解反应床的脱色性能。结果表明，在不同初始pH条件下，催化铁内电解反应床对水中酸性红B的脱色效果均优于单一铁内电解反应床。在水力停留时间为2 h，进水pH值为7.2，汽水比为1∶30的条件下，催化铁内电解反应床对100 mg/L酸性红B的平均脱色率为88.5％，高于单一铁内电解反应床约9％。另外，适当增加曝气可以增加铁内电解反应床的脱色效果。     

磷钨酸/二氧化钛光催化降解酸性大红3R催化效能研究

采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸(PW_(12))掺杂二氧化钛(TiO_2)纳米粉末光催化剂(PW_(12)/TiO_2),催化降解偶氮染料酸性大红3R,并运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对催化剂进行表征。通过单因素实验、紫外光谱分析与催化效能分析,对PW_(12)/TiO_2的最优催化条件及催化效能机制进行了研究。结果表明:PW_(12)掺杂TiO_2后,两者表现为协同促进作用,催化效果优于两者单独催化;当PW_(12)/TiO_2在最优催化条件时,即PW_(12)与TiO_2质量比为0.46,PW_(12)/TiO_2投加量为0.20g/L,pH=3,酸性大红3R溶液质量浓度为100mg/L时,其脱色率达到97.0%;紫外光谱分析表明,催化过程中,特征峰出现蓝移,偶氮双键发生破裂,是导致溶液脱色的原因;动力学研究表明,PW_(12)/TiO_2催化反应表现为一级反应。     

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。     

采用双氰胺甲醛缩聚物混凝去除水中酸性红B染料的研究

以双氰胺和甲醛为原料制备了聚合双氰胺甲醛,并对其进行红外光谱表征.采用聚合双氰胺甲醛与硫代硫酸钠共同作用对酸性红B染料溶液进行混凝脱色实验.对比了单独使用聚合双氰胺甲醛,以及聚合双氰胺甲醛与硫代硫酸钠共同作用的脱色效果.探讨了硫代硫酸钠和聚合双氰胺甲醛的用量以及pH值对脱色率的影响.结果表明,投加硫代硫酸钠可以明显地提高聚合双氰胺甲醛的脱色率,增大絮凝范围,使絮凝剂对pH值的变化有很强的适应性,pH值为7～12的范围内,脱色率均能维持在96%以上.此外,还对混凝脱色的机理进行了研究.     

高压电弧放电处理偶氮染料废水

用高压电弧放电产生的低温等离子体对含偶氮染料的废水进行了处理，以甲基橙为例研究了电压幅值、处理时间、溶液初始浓度、溶液初始pH值、投加Fe^2＋和Fe^3＋对染料脱色的影响。实验结果表明，甲基橙浓度为50mg／L时其降解率随时间和电压幅值的增加而增加。溶液初始浓度对染料去除效果影响较为明显，同等条件下初始浓度越低降解率越高。酸性条件下有利于低温等离子体处理甲基橙。Fe^2＋和Fe^3＋对低温等离子体降解甲基橙有一定的催化作用。电压8kV处理3min，Fe^2＋为20mg／L时去除率由89．64％增至99．72％。Fe2（SO4），的最佳投加量为5mg／L（以Fe^3＋计），而FeCl，的最佳投加量为80mg／L（以Fe^3＋计）。     

Degrading a mixture of three textile dyes using photo-assisted electrochemical process with BDD anode and O2–diffusion cathode

In this paper, degradation of a mixture of three azo dyes was studied by the photo-assisted electrochemical process using an O₂-diffusion cathode containing carbon nanotubes and boron-doped diamond (BDD) anode. The concentration of three textile dyes (C.I. Acid Orange 8 (AO8), C.I. Acid Orange 10 (AO10), and C.I. Acid Orange 12 (AO12)) was determined simultaneously despite the severe overlap of their spectra. For this purpose, partial least square (PLS), as a multivariate calibration method, was utilized based on recording UV–Vis spectra during the decolorization process. Moreover, the central composite design was used for the modeling of photo-assisted electrochemical decolorization of the aqueous solutions containing three dyes. The investigated parameters were the initial concentration of three dyes, applied current and reaction time. Analysis of variance (ANOVA) revealed that the obtained regression models match the experimental results well with R (Khataee et al. 2010, Clean-Soil Air Water 38 (1):96–103, 2010) of 0.972, 0.971, and 0.957 for AO8, AO10, and AO12, respectively. Three-dimensional surface and contour plots were applied to describe the relation between experimental conditions and the observed response. The results of TOC analysis confirmed good ability of proposed photo-assisted electrochemical process for degradation and mineralization of textile industry wastewater.     

TiO2镀膜电极光电催化降解酸性紫红

采用溶胶-凝胶法在钛片上涂覆TiO2薄膜为电极,自行设计组装光电催化反应器,对酸性紫红染料废水进行光电脱色处理,探讨了光电反应的协同性并研究了初始染料浓度、电压、pH和电解质浓度对脱色反应的影响。结果表明,光化学催化和电化学氧化具有协同效应,单一紫外光催化和单一电催化酸性紫红的脱色率分别为44.27%和13.12%,而光电催化(紫外、外加电压10 V)的脱色率达到77.18%。初始浓度较低、电压适中、pH偏碱性时,酸性紫红废水脱色率较高;电解质对脱色反应有促进作用,且浓度越高,酸性紫红脱色率越高。     

电絮凝处理牛仔布印染废水

用铁分别作为电絮凝反应系统的阴极和阳极,研究电絮凝法对牛仔布印染废水的处理效果。考察了电极电压、反应时间和pH等因素对电絮凝法去除实验所用废水中COD和色度效果的影响。结果表明,电极电压和反应时间是主要的影响因素,pH次之。电极电压24 V,反应时间35 min,pH为7.4时,脱色率可达99%,COD去除率在70%左右,处理效果最佳。因此,电絮凝法可以作为印染废水的预处理工艺,有效降低废水COD和色度。     

双频超声辐射协同H2O2降解偶氮染料废水的研究

采用双频超声协同H₂O₂降解酸性绿20染料废水，考察超声功率密度、染料初始浓度和pH、饱和气体及H₂O₂投加量等因素对酸性绿20降解效果的影响，结果表明，在给定实验条件下，双频降解效果优于单频超声波，且降解率随超声功率密度的增大而增大。酸性条件有利于酸性绿20的降解，当染料废水初始pH=4可取得最佳的降解效果；酸性绿20的降解效率随染料初始浓度的增大而降低，其优化初始浓度为40 mg/L。在反应体系中通入空气并投加H₂O₂，可取得最佳的降解效果。在优化实验条件下， 采用双频超声协同H₂O₂降解5 h，酸性绿20的色度和TOC去除率分别为94.6%和36.3%；分析降解前后的紫外可见光谱图可知，酸性绿20并非完全被降解为CO₂和H₂O，而是生成一些小分子有机中间体。     

电化学氧化法去除超高盐榨菜废水中的氨氮

采用电化学氧化法去除超高盐榨菜废水中的氨氮,阳极为Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2网状电极,阴极为网状钛电极,考察了电流密度、电解时间、极板间距、初始pH以及极水比对氨氮去除率的影响,并分析了电流密度对氨氮能耗和阳极效率的影响。结果表明,在初始氨氮浓度为472.73 mg/L,电流密度为156 mA/cm2,极板间距为1.5 cm,极水比为0.8dm2/L,原水pH为4.3～5.0时,电解30 min和60 min时氨氮的去除率分别为89.75%和99.94%,电解30 min时,氨氮能耗最低为96 kWh/kg,阳极效率最高为8.47 g/(h.m2.A)。     

电化学脱硝过程参数的响应曲面优化研究

以Ti/IrO2-TiO2-RuO2为阳极,Cu/Zn合金电极为阴极,在无隔膜电解池中对这一新构造电极对的脱硝氮性能进行了研究。为了有效结合阴极硝氮还原能力和阳极氧化能力,采用响应曲面法中的Box-Behnken设计优化了对电化学脱硝过程有显著影响的4个重要因素:氯化钠含量、电流密度、pH和初始硝氮浓度。优化结果表明,相对于pH和初始硝氮浓度,氯化钠含量和电流密度对脱硝性能影响更大,而阴极硝氮还原性能主要受初始硝氮浓度、pH的影响。以6 h内电极对脱氮百分率为响应量,优化得最佳电化学脱硝过程参数为:氯化钠含量,1 g/L;电流密度,24.99 mA/cm2;pH,1.81;初始硝氮浓度100 mg/L。在此实验条件下,6 h内电极对脱氮百分率预测值为99.84%。通过3次重复验证实验,确认实际6 h内电极对脱氮百分率为91.34%。预测值与实测值两者相差不大,由此可知,Box-Behnken设计是一种优化电化学脱氮实验参数的有效方法,经过优化后的电极对具有较佳的脱氮效率。