FeS对CW-MFC系统降解活性艳红X-3B效果及过程的影响

在自行构建的人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)系统中,以砾石填料为对照,研究了FeS对活性艳红X-3B脱色效果及降解过程的影响.结果表明,加在底层区域的FeS能够显著提高CW-MFC对活性艳红X-3B的脱色效果和系统产电性能.FeS的投加使得系统脱色率在进水活性艳红X-3B浓度200mg/L、葡萄糖浓度100mg/L条件下达到99.83%.在进水活性艳红X-3B浓度100mg/L、葡萄糖浓度200mg/L条件下,FeS组最大功率密度达到0.849W/m³.活性艳红X-3B在系统中的脱色主要发生在底层和阳极区域,由紫外-可见全波长扫描图谱和GC-MS扫描图谱可知FeS在该区域促进了偶氮双键的断裂,并有利于脱色产物苯胺、三嗪结构、萘环结构的进一步降解.     

波长254 nm和365 nm紫外辐照下活性艳红X-3B的光催化降解动力学研究

以活性艳红X-3B为对象,研究其在不同波段紫外光照射条件下的光催化降解动力学.结果表明,在长波紫外条件下,活性艳红X-3B的降解动力学符合表观一级动力学方程,其反应表观速率常数与光强之间呈对数关系;在短波紫外条件下,活性艳红X-3B的降解动力学可以用二级动力学方程拟合,速率常数与光强之间成正比.通过对比X-3B在2种光源下的降解半衰期发现,在同比条件下,365 nm光源对活性艳红X-3B的降解半衰期为37.263 min,而254 nm光源则下降为0.855 min.短波紫外比长波紫外具有更高的光量子效率,其对X-3B的降解效率也更高.     

营养源对活性艳红脱色降解体系的影响研究

选择活性艳红X-3B为脱色和降解对象，将白腐真菌固定在生化填料上构建白腐真菌生物膜反应器，并以接种活性污泥的生物膜反应器为对照，考察了营养源对活性艳红脱色降解的影响。实验表明，对白腐真菌Shu-13采用查氏培养基预培养和在反应器中投加适量蔗糖及酱油废水，均能明显提高活性艳红X-3B的脱色率。城市污水中的营养源，不足以满足白腐真菌对活性艳红X-3B的脱色降解需要，白腐真菌Shu-13对富氮条件存在依赖性。在富营养条件下，白腐真菌Shu-13生物膜反应器对活性艳红X-3B的脱色效果明显优于活性污泥。营养源及其浓度、菌种是影响pH变化的重要因素，活性污泥和酱油曲霉生物膜反应器的出水pH变化规律，与Shu-13存在明显不同，Shu-13对活性艳红X-3B的脱色过程中发生了明显的降解作用，而这种作用对生物膜恢复其污染物净化功能是至关重要。另外，酱油废水中存在的酱油曲霉属于半知菌纲的白腐真菌，其对活性艳红X-3B也有较显著的脱色降解效果。     

复合材料BiOI/BiOCl的制备及可见光催化降解活性艳红X-3B

以乙二醇为溶剂,利用溶剂热方法制备了不同I/Cl比的BiOI/BiOCl可见光催化材料.同时,采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)和光致荧光光谱(PL)对所制备材料的晶相、元素价态和光学性质等进行了表征,并以活性艳红X-3B为目标化合物,研究了不同I/Cl比对X-3B光催化降解动力学的影响.分析结果表明,BiOI和BiOCl能够得到很好的复合,在可见光范围内有很好的吸收.降解实验结果表明,I/Cl摩尔比为9∶1时,复合材料对X-3B的可见光降解效率最高,一级反应动力学速率为0.0133 min-1;TOC和COD在3 h内分别降低28%和25%左右,证明能够对所选目标染料在一定程度上实现矿化;在光催化降解活性艳红X-3B过程中起主要作用的为光生空穴.此外,还对复合材料光催化性能提高机理进行了探索与推测.     

蒽醌-2-磺酸盐强化电辅助微生物体系对偶氮染料的脱色效果

为了提高微生物对偶氮染料的降解效率,将电辅助引入微生物还原降解过程,对比研究了EAMS（电辅助微生物体系）、ECS（电化学体系）和MS（微生物体系）对偶氮染料活性艳红X-3B的降解效果,并考察了不同摩尔浓度的AQS（蒽醌-2-磺酸盐）对电微生物体系降解染料的强化作用.结果表明:反应24 h时,EAMS对活性艳红X-3B的去除率达到99.8%,比MS（去除率为61.9%）和ECS（去除率为27.1%）二者之和还要大10.8%;EAMS对活性艳红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征.当c（AQS）为0.050 mmol/L时,降解最快,一级动力学常数为1.962 h-1,是未添加AQS（0.2644 h-1）的7.42倍.加入AQS后,体系中电流升高,说明AQS加快了降解过程中电子传递速率.研究显示,AQS的加入实现了电极-远离电极的微生物-染料之间多相反应界面远程电子传递过程,使整个体系的微生物都可以快速发挥作用,达到强化降解偶氮染料.      

活性艳红水溶液的光助还原脱色反应机理研究

基于紫外辐照/硼氢化钾/亚硫酸氢钠(UV/KBH4/NaHSO)3体系下对活性艳红X-3B进行还原脱色反应,重点探讨了该体系下还原降解活性艳红X-3B的反应机理,考察了硼氢化钾和亚硫酸氢钠的摩尔比(B/S)、辐射光强对其反应机理的影响。结果发现,UV/KBH4/NaHSO3处理染液具有明显协同作用,初步推测光助硼氢化钾和亚硫酸氢钠还原活性艳红X-3B的脱色反应是SO2-参与的自由基反应;脱色反应的B/S最佳摩尔比为1:30;增加辐射光的强度对染液的还原脱色反应过程具有明显的促进作用。     

玻璃纤维负载P25光催化接触氧化活性艳红X-3B

在玻璃纤维上焙烧P25制备了负载型TiO2光催化剂,探讨了焙烧温度对催化活性的影响,设计了光催化接触氧化反应器,并以活性艳红X-3B为模型污染物,考察溶液pH值、共存阴离子(CO₃^2-、SO₄^2-、Cl-)对光催化反应的影响.结果表明,焙烧温度直接影响负载后催化剂的活性,300℃负载时活性最高,SEM照片显示此时P25与载体结合牢固、负载颗粒均匀.酸性条件对活性艳红X-3B的降解有利,当溶液初始pH由2.0上升到10.0时,活性艳红X-3B的降解率从90.06%下降至42.71%.共存的CO₃^2-、SO₄^2-对活性艳红X-3B降解的影响不大,但Cl^-对氧化过程有明显的抑制,使活性艳红X-3B的降解率下降17.03%.利用成熟的光催化剂P25,通过烧结的方法制备负载型催化剂是当前替代粉末催化剂的较为可行的方案.     

生物阴极型微生物燃料电池同步降解偶氮染料与产电性能研究

构建了生物阴极型微生物燃料电池(BCMFC),研究了以葡萄糖-偶氮染料(活性艳红X-3B)为共基质条件下,BCMFC产电性能及偶氮染料的降解特性.结果表明,电能的产生源于BCMFC对葡萄糖的降解,共代谢下活性艳红X-3B的(ABRX3B)的生物降解是主要的脱色机理.当葡萄糖初始浓度为500mg·L-1(以COD计),ABRX3B浓度低于300 mg·L-1时,功率密度维持50.7 mW·m-2,最终脱色率在94.4%以上,而ABRX3B浓度的进一步提高对BCMFC产电会产生抑制作用.阳极液的COD去除率和UV-Vis光谱表明,ABRX3B的降解过程中,有中间产物的积累.共基质条件下,BCMFC可成功实现同步电能输出和高效脱色.     

Al-Cu双金属体系对活性艳红X-3B的脱色研究

以典型偶氮染料活性艳红X-3B为模型污染物,采用测定染料去除率、TOC去除率、苯胺生成量的方法及添加EDTA的对照试验,考察Al-Cu双金属体系对偶氮染料废水的脱色机理和脱色动力学.结果表明,在近中性条件下处理30min后脱色率就可达到83%左右;处理120min后脱色率高达96.4%,其中约为34%的色度去除是由于活性艳红X-3B被还原为苯胺,约为20%和30%的色度去除是由于铝离子混凝和铝刨花表面吸附.染料废水脱色是一个先大量吸附再进行内电解还原逐步降解的过程,铝离子的絮凝-吸附作用能有效促进色度的去除.脱色反应可视为表观一级反应,提高反应温度可以加快脱色速率.     

Bi2WO6可见光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备Bi2WO6催化剂,并通过XRD,UV-vis DRS等手段对其进行表征;以活性艳红X-3B为目标污染物,研究催化剂量、X-3B初始浓度、反应溶液pH值以及H2O2等因素在可见光辐射下对其光催化降解效果的影响.结果表明,所制备的Bi2WO6催化剂结晶度好,具有较强的可见光吸收能力;最佳催化反应条件为: X-3B初始浓度20mg/L,Bi2WO6用量2g/L, pH5.18(原始pH值).在此条件下,光照60min,对X-3B的去除率可达到86%;加入2mL/L 30%的H2O2,光照30min,降解率可达到96%以上,降解反应符合一级反应动力学.光催化反应可以有效地破坏X-3B的发色基团偶氮结构使其脱色,但在所设定的反应时间(80 min)内X-3B不能被完全矿化,反应过程中有中间产物生成.     

铁炭微电解法处理黄连素废水应用研究

黄连素废水成分复杂,COD高且难降解,废水可生化性差,对环境造成较大污染。沈阳某制药总厂黄连素废水采用深井曝气工艺处理。该方法存在需要大量清水稀释、运行成本高、处理效果不佳等缺点。内电解的基本原理是利用铁屑中的铁和炭组分构成微小原电池的正极和负极,以充入的废水为电解质溶液,发生氧化-还原反应,形成原电池。利用内电解预处理黄连素废水,COD除去率高达93.1%,并可提高废水的可生化性,废水的的BOD5/CODCr值由处理前的0.08提高到0.41,为后续生化处理和处理后废水达标排放奠定了基础,且运行成本低,易于管理。     

铁碳微电解处理中活性炭吸附作用及其影响

铁炭微电解反应系统的反应机理十分复杂,除了铁碳原电池作用之外,还存在着絮凝、沉淀以及活性炭的吸附等作用,有关活性炭吸附作用及其对铁碳微电解反应系统处理效率的影响尚存在分歧.文章采用动态微电解处理工艺,以极难降解的盐酸金刚烷胺模拟医药废水为处理对象,研究活性炭的吸附作用及其对于铁碳微电解系统处理性能的影响.研究表明活性炭...     

光催化/内电解协同处理分散蓝E-4R的研究

建立了微波无极紫外光催化氧化/内电解协同处理印染废水的新工艺。采用微波无极紫外光,以活性炭为光催化剂TiO2的载体,与外加铁屑构成内电解反应,处理分散蓝E-4R模拟废水。研究结果表明:协同工艺中主要是通过内电解过程产生的Fe3+捕获光电子来提高光催化作用的效率,而通过Fe2+催化H2O2形成光Fenton反应生成.OH的效应则较小。在曝气量为0.5 L/min、pH为5、铁屑投加量为40 g、染料初始浓度为50 mg/L时,分散蓝E-4R的脱色率和COD去除率分别达到99.56%、68.45%。     

铁碳微电解技术应用与研究

铁碳微电解作为一种"以废治废"的高效废水预处理技术受到人们的广泛关注,近几十年来广泛应用于废水处理工程实践中.为了进一步提高铁碳微电解技术的处理效果,很有必要对铁碳微电解技术的反应机理深入了解,对影响铁碳微电解处理效果的各种因素进行探讨,并剖析近年来铁碳微电解技术在废水预处理应用方面的研究成果,总结该技术存在的问题并探究相应的改进技术,最后对该技术未来研究方向和发展趋势进行了展望.     

Ti/SnO_2-Sb阳极-空气阴极电催化降解染料废水

为解决电化学法处理高盐染料废水存在的能耗大、成本高等问题,分别采用溶胶-凝胶法和辊压法制备Ti/SnO_2-Sb阳极和空气阴极,构建了Ti/SnO_2-Sb阳极-空气阴极双极体系(TSSA-ADC)。甲基橙(MO)作为高盐染料废水的典型污染物,考察了电流强度、MO浓度、电解液浓度和初始p H对TSSA-ADC体系和TSSA单阳极体系降解MO的影响。结果表明:与TSSA单阳极体系相比,TSSA-ADC体系具有更好的抗有机负荷冲击、抗盐分冲击、抗酸碱波动能力,能够维护酸碱平衡防止硬度离子结垢。最佳反应条件为电流强度为0.030 A,电解液浓度为3%,MO浓度为100 mg/L,初始pH=6。以MO去除率达到98%为基准,TSSA-ADC体系比TSSA体系可节能74.26%。     

超声波强化内电解对对-硝基苯酚的处理

讨论了超声波与内电解处理的可行性。优化超声波、内电解和两者联用的条件,利用常用流程处理10mg/L模拟废水对-硝基苯酚的降解率超过96%,达到国家排放标准和相关行业标准。分析了超声波对内电解强化作用的动力学过程和机理,提出存在的问题和进一步研究的方向。     

Degradation of 4-CP in an internal electrolysis system

The characteristic and mechanism of parachlorophenol (4-CP) degradation in an internal electrolysis system were investigated. The degradation rate of 4-CP was higher in acid solution than that of in neutral or alkaline solution. Addition of activated carbon could make 4-CP easier be degraded by the surface contact catalysis. The dissolved oxygen in solution could take part in the electrode reaction and intensify the degradation of 4-CP. By the analysis of intermediates of degradation of 4-CP, it could be conferred that 4-CP was broken through the bond beside hydroxy firstly, then the bond beside chloride was broken and the chloride was dechlorinated simultaneously. Most intermediate products were glycerine, ethane diacid and acetic acid, while very few 1, 4-butanedial and alcohols were found.     

Exhaustive breakdown of aqueous monochlorophenols by contact glow discharge electrolysis

The aqueous monochlorophenols were degraded by contact glow discharge electrolysis (CGDE), in which plasma was generated in a localized zone between an electrolytic solution and an anode. With the decay of monochlorophenols, the amount of total organic carbon (TOC) also decreased smoothly, indicating that carbon atoms of benzene nucleus could be eventually converted to inorganic carbons. Meanwhile, it was also clarified that chlorine atoms in the organics were liberated as chloride ions. In addition, it was revealed that the disappearance of monochlorophenols obeyed the first-order rate law, depending on the isomeric structures.     

活性炭细化及在微波照射快速降解酸性红B中应用

在粉末状活性炭存在下,微波照射能快速降解酸性红B。对总体积25 mL,浓度100 mg/L的酸性红B溶液,活性炭加入量1.6 g/L,微波照射1.5 min时,降解率可达73.20%。同样条件下适当提高活性炭加入量,如3.2 g/L时,降解率可达到98.63%。因此,选择活性炭作为催化剂具有降解率高,速度快,成本低,降解彻底,无二次污染等优点,适合于大规模治理各种染料废水。     

丙烯腈废水处理技术研究

丙烯腈废水含有大量的低聚物、未聚合的单体以及氰根等有害物质,目前采用物理方法处理,运行成本十分昂贵,严重挫伤了企业治污的积极性,急需找到一种物美价廉的工艺方案解决此问题。本研究提出采用混凝沉淀-铁炭微电解的预处理工艺并结合膜分离技术对丙烯腈废水进行处理研究。研究了铁炭微电解反应及混凝沉淀的最佳条件。确定了铁炭微电解中停留时间,pH值,铁炭的投放比例以及混凝剂的种类,投加量,pH值等因素对处理效果的影响,并分析了诸多因素中影响最大的因素,确定了最佳反应方案,丙烯腈废水治理提供了一条新的途径。