基于感应热固定床的CWPO降解偶氮染料实验研究

感应热固定床(IHFB)作为新型热传递方式下非均相反应器,利用感应加热铁磁材料将热量传递至液相,形成固液界面高温微反应区,促进有机废水降解.实验以海绵铁为感应内核,采用浸渍焙烧法制备了C包覆表层负载NiO的感应热催化剂(mNiO/C),在传统催化湿式过氧化氢法(CWPO)中引入感应热代替传统加热,建立新的基于感应热固定床的CWPO工艺(iCWPO),使其在常温常压下实现对有机底物的高效降解.以直接紫D-BL模拟废水为目标污染物,考察了进水条件对iCWPO降解染料的影响,对感应热微观作用进行了分析,并用UV-Vis对降解产物进行了检测.结果表明,依赖于微界面高温的iCWPO降解效率明显高于常规加热的CWPO,彻底破坏了可见光区染料的显色基团NN键,对紫外光区苯环也具有一定的降解作用.     

海绵铁感应热固定床对染料废水脱色研究

感应热固定床(IHBF)在有机废水非均相反应中,通过能量靶向作用于磁性滤料微界面,形成固液相界面高温微反应区,实现了有机废水低能耗高效降解.本文探讨了海绵铁感应热固定床处理直接紫D-BL废水的运行条件和机理.结果表明,在进水pH值6~7,水温为30 ℃,HRT为2.08min的条件下,运行30min后脱色率高达93.5%.降解溶液的UV-vis结果表明,直接紫D-BL在554nm和220nm的特征峰消失.通过SEM-EDS技术对Ni-SI降解前后的样品进行表征,结果显示,降解后Ni-SI中的Fe形成了Fe的氧化物和氢氧化物.根据降解、表征分析其反应机理,推断是直接紫D-BL首先吸附在海绵铁颗粒表面,接着铁与水反应产生的H2在Ni的催化和局部高温作用下产生大量的氢自由基,并与直接紫D-BL发生催化还原反应,使得分子中最毒性的共轭双键和苯环断开而降解.此外对酸性黑10B废水、直接大红D-GLN废水和实际染料废水分别进行试验,脱色率分别达到82%、78%、81%左右,表明海绵铁感应热固定床在染料工业废水处理中具有良好的应用潜力.     

海绵铁感应热固定床对染料废水脱色研究

感应热固定床(IHBF)在有机废水非均相反应中,通过能量靶向作用于磁性滤料微界面,形成固液相界面高温微反应区,实现了有机废水低能耗高效降解.本文探讨了海绵铁感应热固定床处理直接紫D-BL废水的运行条件和机理.结果表明,在进水pH值6~7,水温为30℃,HRT为2.08min的条件下,运行30min后脱色率高达93.5%.降解溶液的UV-vis结果表明,直接紫D-BL在554nm和220nm的特征峰消失.通过SEM-EDS技术对Ni-SI降解前后的样品进行表征,结果显示,降解后Ni-SI中的Fe形成了Fe的氧化物和氢氧化物.根据降解、表征分析其反应机理,推断是直接紫D-BL首先吸附在海绵铁颗粒表面,接着铁与水反应产生的H2在Ni的催化和局部高温作用下产生大量的氢自由基,并与直接紫D-BL发生催化还原反应,使得分子中最毒性的共轭双键和苯环断开而降解.此外对酸性黑10B废水、直接大红D-GLN废水和实际染料废水分别进行试验,脱色率分别达到82%、78%、81%左右,表明海绵铁感应热固定床在染料工业废水处理中具有良好的应用潜力.     

TiO_2/SiO_2复合体光催化降解染料废水的试验

通过光催化剂TiO2／SiO2的复合体处理染料废水的模拟实验,讨论了Si／Ti比值、pH值和焙烧温度,对处理模拟染料废水效能的影响。结果表明：在焙烧温度为700℃条件下制得的Si／Ti比值为1：7的TiO2/SiO2复合体,pH值为9时,光催化降解模拟有机染料废水的效果最佳。     

沸石负载介孔TiO_2的制备及其可见光催化性能研究

以人工沸石为载体,采用溶胶-凝胶法,制备出了沸石负载介孔改性TiO2光催化剂。以亚甲基蓝为目标污染物,研究了不同掺杂金属及介孔薄膜制备方法对纳米TiO2可见光催化性能的影响。用扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等手段研究了掺杂改性前后TiO2的变化。研究发现,N-Fe掺杂可使催化剂的光吸收谱带红移。当掺杂Fe的比为0.2%,焙烧温度为500℃时制备的TiO2效果最好,在可见光照射2 h后,亚甲基蓝的去除率可达90%。研究表明经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂修饰后的TiO2催化效果有明显提高,通过将经过萃取去除模板剂的共掺TiO2和直接高温焙烧的TiO2对比后发现,前者比后者降解亚甲基蓝的效果要好,原因在于,高温直接焙烧去除模板剂很容易使模板剂形成的骨架塌陷,减小了比表面积,从而影响了其光催化性能。     

沸石吸附氨氮辅助鸟粪石法去除养猪废水营养物质

利用镁盐为沉淀剂,以鸟粪石沉淀的形式去除养猪废水中的氮、磷,同时采用天然斜发沸石吸附法来提高氨氮的去除效果,以及曝气吹脱CO2方式提高溶液的pH值.考察了沸石投加量、镁盐投加量、曝气时间及初始pH等因素对氨氮和磷酸盐去除效果的影响.结果表明,对于原养猪废水(pH=7.51),在沸石投加量为0.5 g/L,Mg/P摩尔比...     

MAP法与沸石吸附组合条件下去除氮磷的试验研究

以高浓度氮磷模拟废水为处理对象,通过静态烧杯试验研究了磷酸铵镁法(MAP法)与沸石吸附组合工艺的脱氮除磷效果.分析了单独使用浙江缙云天然斜发沸石吸附氮磷受吸附时间、沸石粒径和沸石用量等因素的影响,所得最佳吸附条件为:反应时间80 min、粒径180～200目(0.076～0.088 mm).用量12 g/100 mL模拟废水.以MAP法除磷脱氮后的出水作为沸石吸附过程的进水,最终出水的氮、磷去除率可达86.69%和99.9%,且在MAP反应过程中采取较高的pH值和Mg2+浓度有利于后期沸石对氮、磷的吸附去除.研究表明,采取MAP法与沸石吸附组合工艺去除氮磷是可行的,可同时达到较高的除磷脱氮效果.     

脉冲放电等离子体协同TiO_2/沸石去除甲醛的实验研究

脉冲放电等离子体和催化剂联用处理甲醛是一种新型的高级氧化技术,实验采用线-筒式脉冲放电协同制备的负载型TiO_2/沸石催化技术去除甲醛,进行了脉冲放电分别协同沸石、TiO_2、TiO_2/沸石三种催化剂去除甲醛的对比实验,实验结果表明:在一定实验条件下,采用溶胶-凝胶法制备负载型催化剂,当焙烧温度为450℃,焙烧时间为2 h时,制备的负载型TiO_2/沸石光催化剂具有更强的催化活性,与脉冲放电等离子体协同效应加强,对甲醛的去除率明显高于脉冲放电协同沸石、TiO_2的效率。     

MnO2/TiO2改性沸石去除矿井水中Fe2+和Mn2+的试验研究

针对矿井水中Fe2+、Mn2+浓度超标及处理效果不稳定等问题,通过溶胶-凝胶法将纳米MnO₂和纳米TiO₂负载于天然斜发沸石表面制备出MnO₂/TiO₂改性沸石滤料,并分析了沸石改性前后的微观形貌和孔隙结构. 采用单因素动态吸附试验和Thomas模型拟合探究了MnO₂/TiO₂改性沸石对模拟矿井水水样中Fe2+、Mn2+的去除效果及机理,并考察水流速度、滤层厚度、溶液pH及硬度对去除效果的影响. 结果表明:较天然沸石而言,MnO₂/TiO₂改性沸石的比表面积、孔径、孔体积和阳离子交换量明显增大. 当水流速度为7 m/h、进水pH为9.5、水质硬度为350 mg/L、滤层厚度为110 cm时,改性沸石对Fe2+、Mn2+的最大吸附量分别为44.810、6.549 mg/g,且Thomas模型能较好地拟合改性沸石对Fe2+、Mn2+的吸附动力学特征. 反冲洗试验结果表明,反冲洗强度为13 L/(m2·s),反冲洗时间大于7 min时,改性沸石的再生效果良好,可重复使用. 研究显示,本文制备的MnO₂/TiO₂改性沸石吸附滤料可为同步去除矿井水中Fe2+、Mn2+污染提供一种解决办法.      

硅基载铁材料催化H_2O_2降解染料废水

采用浸渍-高温煅烧的方法制备了负载型Fe/Si O2催化材料,并利用该催化材料催化H_2O_2降解亚甲基蓝废水,同时考查了不同因素对亚甲基蓝降解效果的影响。结果表明,催化材料催化H_2O_2对亚甲基蓝废水具有较好的去除效果,受到催化材料投加量、H_2O_2浓度、pH、反应时间等因素影响。正交试验结果表明,影响因素的主次关系依次为H_2O_2浓度、pH值、反应时间及催化材料的投加量。为了考查该催化材料稳定性,经4次循环利用后,发现亚甲基蓝脱色率仍在97%以上。此外,该催化材料催化H_2O_2降解工业染料废水,色度去除率达到近100%,并且其COD去除率达到84.3%,符合染料废水达标排放要求。     

粉煤灰基催化臭氧处理亚甲基蓝催化剂的制备

以粉煤灰作为载体,用等体积浸渍法负载NiO,CuO,Fe2O3等不同的活性组分,制备出不同单组分和双组分的催化剂,从中选择出最佳的催化剂为NiO/粉煤灰。通过正交试验确定制备NiO/粉煤灰催化剂的最佳条件为:负载量为1wt%,浸渍时间为15 h,煅烧温度为300℃,煅烧时间为2 h。将NiO/粉煤灰催化剂投加到臭氧氧化处理亚甲基蓝模拟废水体系中,处理效果有显著的提高,去除率由单独臭氧处理的88.04%提高到99.12%。     

USY负载MnOx催崔化剂NH3选择还原NOx性能的研究

采用USY分子筛为载体制备MnOx催化剂,考察了制备方法、前躯体、焙烧温度、催化组分负载量不同的情况下NH3选择催化还原NOx的能力,同时考察了添加Fe和Ce对Mn/USY催化剂脱硝性能的影响.结果表明,采用浸渍法负载10％的醋酸锰并在500℃下焙烧所制得的催化剂,在80～320℃范围内具有很高的催化活性;Fe、Ce的...     

制备工艺对La改性湿式氧化催化剂活性和稳定性的影响

采用CWAO(催化湿式空气氧化)法处理甲基橙模拟印染废水,以过量浸渍法制备催化剂,以水样COD_Cr去除率和脱色率表征催化剂的活性,以催化剂使用后处理出水中溶出的金属离子质量浓度表征催化剂的稳定性. 结果表明,多组分催化剂的金属组分构成为Cu、Fe、La,m(Cu)∶m(Fe)∶m(La)为1∶1∶2, 35℃下动态共浸渍8h,450℃下焙烧3h,由此制备得到Cu-Fe-La/FSC催化剂. 应用该催化剂,以CWAO法处理模拟印染废水,废水COD_Cr去除率和脱色率可分别达到79.1%和98.9%,催化剂的活性较高;使用该催化剂处理后的废水中Cu、Fe、La、Al的溶出量(以ρ计)分别为6.1、2.4、2.2、3.2mg/L,说明金属元素的溶出量较低,催化剂的稳定性较高.      

纳米TiO2催化臭氧化对松花江水中氨氮的影响

研究了以负载于陶粒、硅胶、沸石表面的纳米TiO₂作为催化剂时,催化臭氧化松花江水过程中氨氮浓度的变化.结果表明,在单独臭氧化过程中,氨氮浓度先升高后下降,反应30 min后的氨氮浓度与初始浓度相近.在以TiO₂/陶粒、TiO₂/硅胶为催化剂的催化臭氧化过程中,氨氮浓度也是先升高后下降,但反应过程中氨氮的平均浓度要高于单独臭氧化过程.以TiO₂/沸石为催化剂时,催化臭氧化过程中氨氮浓度先下降,然后略有升高,继而又下降,30 min时对氨氮的去除率接近80%.单独臭氧化和催化臭氧化过程中,增大臭氧投量,氨氮浓度最大值出现的时间提前,并且反应过程中氨氮浓度平均值降低.增大催化剂TiO₂/陶粒、TiO₂/硅胶的投量,催化臭氧化过程中氨氮浓度平均值升高.增大TiO₂/沸石投量,有利于氨氮的去除,但投量增大到50g以上时,对氨氮的去除效果影响很小.温度从10℃升高到30℃,对TiO₂/陶粒、TiO₂/硅胶催化臭氧化过程中氨氮浓度的变化影响不大.而以TiO₂/沸石为催化剂时,温度升高有利于催化臭氧化过程中氨氮的去除.     

Si-FeOOH催化臭氧氧化降解活性艳红MX-5B的效能研究

通过共沉淀的方法在羟基氧化铁(FeOOH)合成过程中掺入硅(Si)来制备硅羟基氧化铁(Si-FeOOH)催化剂,比较其与FeOOH在物理强度等方面的差异,同时研究Si-FeOOH催化臭氧氧化降解活性艳红的效能、推断反应机理、考察各种因素对脱色率的影响.结果表明:相对于FeOOH,Si-FeOOH的物理强度有所提高,在水溶液中不易破碎;Si-FeOOH催化臭氧氧化降解活性艳红效果显著,比单独臭氧氧化的脱色率有较大提高;催化过程遵循自由基反应机理;脱色率随着臭氧浓度的增加而升高,在应用Si-FeOOH催化臭氧对染料脱色时存在最佳催化剂投量;Si-FeOOH在中性条件下其催化活性显著,催化剂性能稳定,可重复利用.     

Photochemically enhanced degradation of phenol using heterogeneous Fenton-type catalysts

The degradation of phenol was carriced out using heterogeneous Fenton-type catalysts in the presence of H2O2 and UV.Catalysts were prepared by exchanging and immobilizing Fe^2 in zeolite 13X,silica gel or Al2O3.The concentration of phenol solution was 100mg/L.The amount of H2O2 added was the stoichiometric amount of H2O2 required for the total oxidation of phenol.Under the irradiation of medium pressure light(300W)phenol was mineralized within 1 h in the presence of Fe^2 /zeolite 13X.The COD removal rate was enhanced in the presence of Fe^2 /zeolite 13X compared to that of Fe^2 /silica gel of Fe^2 /Al2O3.Analogous homogenous photo-Fenton reaction with equivalent Fe^2 was also carried out to evaluate the catalysis efficiency of Fe^2 /zeolite 13X.Results showed that the COD removal rate was near to that of homogeneous Fenton,while heterogeneous Fe^2 /zeolite 13X catalyst coule be recycled.     

镁铝双氢氧化物用于染料废水脱色的研究

以氯化铝、氯化镁、氨水等为原料,合成了镁铝双氢氧化物正电溶胶(MADH).以水溶性染料模拟废水为研究对象,检验了MADH对染料废水的脱色效果,并对其脱色机理进行了探讨. 结果表明,MADH对活性染料、酸性染料和直接染料等阴离子型染料具有明显的脱色效果.在足量MADH存在的条件下,废水脱色率可达99%以上,最佳pH为6～9,最佳反应时间为10 min.温度升高不利于吸附过程的进行,其饱和吸附容量为327～2 113 mg/g.MADH用于实际印染工业废水处理,脱色率和CODCr去除率同样较高.脱色机理为MADH对染料的化学吸附作用.MADH对阳离子型染料的去除效果较差.      

TiO_2光催化降解活性艳兰KN-R的研究

以纳米TiO2为光催化剂,以活性艳兰KN-R为模拟染料废水,研究了溶液pH值、TiO2投加量、H2O2用量及染料初始浓度对染料脱色率的影响。结果表明,活性艳兰KN-R的脱色率随溶液pH值的升高及染料初始浓度的降低而增大;TiO2和H2O2的投加量均存在一个最佳值,在本实验条件下,它们分别为0.5g/L和2.0×10-2mol/L,低于或超过该值都会导致染料脱色率的下降。在适宜的操作条件下,活性艳兰KN-R的脱色率可达98%以上,化学需氧量(COD)的去除率在70%以上。