超临界水氧化降解有机物的定量构效关系研究

研究了邻苯二甲酸氢钾、辛基酚、硝基苯等20种有机物在超临界水氧化中的降解效果,探究了温度(325~525℃)和停留时间(30~360s)对超临界水氧化降解有机物的影响,并分析了20种有机物降解速率常数与量子化学参数之间的关系.结果表明,超临界水氧化法能够有效降解有机物,TOC去除率最高可达99%以上.随着反应温度的升高、停留时间的延长,TOC的去除率也随之提高,并且降解规律符合一级动力学.采用密度泛函理论,通过计算得到目标物的量子化学参数,再结合有机物降解的动力学常数进行相关性分析,结果发现,q(H+)、f(-)_(min)和f(0)_(min)与目标物降解率显著相关.     

Fenton氧化法处理有机污染物的降解规律探讨

为了预测新生或缺乏试验数据的含有机污染物废水的治理效果,本文通过试验对Fenton氧化法降解芳烃类、卤代物、杂环类等28种有机污染物的规律进行了研究。结果表明:在Fenton反应初始阶段,氧化反应剧烈,反应过程基本符合一级动力学方程,但随着时间的延长,反应趋于平缓;28种有机污染物色度平均去除率(Rcolor)为80.8±30.3%,TOC平均去除率(RTOC)为39.8±30.3%,约为色度平均去除率的0.44倍;以色度为表征的一级反应动力学常数(Kcolor)均大于对应的以TOC为表征的一级反应动力学常数(KTOC),且色度去除效率更高;Fenton氧化法对不同有机污染物的去除效果有显著差异,分子结构对称性强、水溶性较差的有机污染物如偶氮苯、蒽醌等的降解效果相对较差,而苯酚、苯胺等水溶性较好的有机污染物的降解效果相对较好,表明水溶性是影响有机污染物降解效果的重要因素。     

高锰酸钾降解染料废水的规律探讨

采用高锰酸钾氧化法研究了8种有机化合物在不同pH值条件下的降解规律。试验结果表明:8种有机物的TOC去除率在碱性条件下优于酸性和中性条件,在酸性和中性条件下TOC去除率介于10%~40%之间,而在碱性条件下TOC去除率最高可达69%;8种有机物的TOC降解在开始的几分钟呈现出良好的线性关系,相关性很好,符合一级动力学反应,且在酸性条件下氧化降解有机物的一级反应动力学常数平均值KTOC=0.021 375±0.012 603,中性条件下KTOC=0.012 750±0.008 924,碱性条件下KTOC=0.027 000±0.013 169,说明高锰酸钾氧化降解有机物的反应速率在碱性条件下较快,较之酸性条件下提高了26.3%,较之中性条件下提高了112%;决定高锰酸钾氧化降解有机物的反应速率的因素主要是物质的结构、反应溶液的pH值及高锰酸钾的投加量。     

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.     

电化学转盘法处理活性翠蓝KN-G的研究

采用一种新型电化学反应器——电化学转盘来处理模拟染料废水——活性翠蓝KN-G,考察了电压、转速、pH、反应时间等因素对去除效果的影响,并确定了最佳反应条件(电压22V,转速70r/min,反应时间60min),在此条件下,色度和TOC去除率可分别达到92.9%、50.9%。并初步探讨了活性翠蓝KN-G的降解机理。     

饮用水中甲羟孕酮的臭氧氧化降解研究

以饮用水中内分泌干扰物孕激素类甲羟孕酮(MPA)为目标物,采用臭氧氧化工艺对其进行降解,对臭氧降解过程动力学进行了研究,并考察液相臭氧浓度、pH、羟基自由基(.OH)清除剂(HCO3-)对降解过程的影响.结果表明,臭氧在合适条件下能够有效降解水溶液中的MPA,MPA初始浓度为3、5、10 mg.L-1,采用连续臭氧曝气方式降解时,降解过程遵守一级反应动力学模型;采用序批式臭氧投加方式进行降解时,降解过程符合二级反应动力学模型.pH的升高和HCO3-的添加都会对降解效果产生负面影响.在反应温度为20℃,采用序批式臭氧投加方式,MPA的去除率从pH=3.10时的89.8%下降到pH=9.02时的74.6%.相同反应条件下,添加羟基自由基清除剂HCO3-后,降解反应速率常数由0.146 3 L.(mg.min)-1下降到0.049 5 L.(mg.min)-1,去除率下降了22.2个百分点.     

再生水中色度物质的识别及其臭氧去除特性

针对我国再生水普遍存在的色度问题,以天津市某污水厂二级出水为研究对象,采用三维荧光光谱和GC/MS技术对其进行组成分析,结果表明:再生水中主要带色物质为富里酸与腐殖酸类物质,同时还存在偶氮二甲酸二乙酯、N,N-二甲基乙醇胺、苄醚、1,4-二甲基吡啶氯化物等导致再生水色度的带色有机物。在再生水的臭氧降解实验中,臭氧可有效降解再生水中的富里酸与腐植酸类物质,去除率分别达到96.5%、97.3%。臭氧对再生水的色度与CDOM(有色溶解有机物)的降解也表现出了良好的效果,2 min内去除率可分别达到93.1%、86.2%。并且在色度物质的臭氧降解过程中,臭氧的直接反应占据主导地位,而并非与·OH的间接反应。该结果对再生水臭氧氧化工艺的设计应用有现实的指导意义。     

H2O2湿式氧化处理含酸性红B染料模拟废水的研究

用H2 O2 作氧化剂 ,在连续式的压力反应器内探索了WPO(过氧化氢湿式氧化法 )、CWPO(催化过氧化氢湿式氧化法 )氧化降解含酸性红B染料模拟废水的过程 ,分别考察温度、压力、氧化剂量及催化剂对反应过程与对象污染物降解的影响规律 .结果表明 ,与常规湿式氧化法相比 ,WPO能在较低的温度和压力下降解结构稳定的有机物 ,在 2 2 0℃、8min、0 1MPa时 ,含1 5 0 0mg·L-1 酸性红B染料模拟废水的COD和色度的去除率分别达到 6 0 5 0 %和 96 80 % .同时发现 ,通过升温和增加过氧化氢的投加量不能够使废水COD和色度的去除率进一步提高 ,故引入Cu2 作催化剂来实现CWPO过程 ,在 2 2 0℃、8min、0 1MPa条件下 ,CWPO对同一废水的COD和色度的去除率分别达到 82 5 0 %和 99 71 % .通过计算得出CWPO与WPO相比基于COD的表观活化能降低了 6 5 93 % .     

滑动弧等离子体处理三种染料废水的研究

偶氮染料酸性橙Ⅱ、吩嗪染料中性红和三苯甲烷染料碱性艳蓝BO是3种具有代表性的常用工业染料。通过气液两相滑动弧放电等离子体产处理这3种染料,对其脱色效果、反应动力学、降解效果及降解路径进行了分析。实验结果显示:当放电电压10 k V、频率50 Hz、载气(空气)流速0.8 m~3/h、液体流速60 m L/min、染料溶液体积500 m L、浓度200 mg/L,放电处理60 min时,滑动弧等离子体对染料溶液的具有较好的脱色效果,酸性橙II、中性红和碱性艳蓝BO的脱色率分别为84.1%、72.7%与89.7%。3种染料的脱色反应符合一级反应动力学规律,其中碱性艳蓝在前30 min的脱色速率最快,可达0.0631 min~(-1),远大于酸性橙II和中性红,而后30 min的反应速率均明显放慢,低于酸性橙II和中性红的同期脱色速率。滑动弧等离子体对3种染料的降解效果(COD去除率)不高,经过60 min的处理降解率分别仅为27.4%、37.3%和28.2%。最后,通过降解过程中的UV-Vis色谱变化对3种染料的降解路径作了初步推测,即等离子体先破坏染料的发色体系与共轭体系,随后发生开环反应,最后再降解为小分子结构。     

Atmosphere-Exposed Biofilm有机物降解动力学研究

文章采用Atmosphere-Exposed Biofilm(AEB)处理了模拟废水。通过考察不同表面水力负荷4.25、8.5、12.7、17.0、21.25 m3/(m2·d)与滤料填充高度0.12、0.24、0.36、0.48 m条件下,AEB系统对有机物的处理特性,探讨了系统的有机物降解动力学模型,确定了相关的动力学参数。结果表明,在4.25~17.0 m3/(m2·d)表面水力负荷范围内,有机物去除率随表面水力负荷的增加呈上升趋势;而在17.0~21.25 m3/(m2·d)表面水力负荷范围内,有机物去除率随表面水力负荷的增加呈下降趋势。在0.12~0.48 m滤料填充高度范围内,有机物去除率随滤料填充高度的增加呈上升趋势。AEB系统有机物降解动力学参数n为0.644 1、K为3.867 4,有机物降解动力学模型可表示为Se=Sa×exp(-3.867 4D/q0.644 1)。     

微气泡臭氧化预处理实际制药废水去除SS和有机物性能

采用臭氧微气泡预处理实际制药废水,并与氮气微气泡、臭氧普通气泡和氮气普通气泡处理过程比较,考察悬浮固体（SS）和有机物去除过程和性能.结果表明,臭氧微气泡存在强吸附-气浮-氧化作用,显著增强SS去除能力,60 min时SS去除率可达到81.67%,同时SS粒径减小,SS表面负电荷转变为正电荷.微气泡臭氧化具有强·OH氧化作用,显著增强有机物降解去除能力,60 min时溶解性COD （SCOD）去除率可达到36.60%,且SS去除可加速SCOD去除,UV₂₅₄去除率可达到36.91%,同时可生化性改善和生物毒性消除作用明显.三维荧光和GC-MS分析表明,微气泡臭氧化可有效氧化破坏废水中复杂结构大分子有机物,显著降低废水中有机物芳香性.微气泡臭氧化可为高浓度难降解实际制药废水提供高效可行的预处理手段.     

高铁酸盐溶液氧化直接耐晒黑G的效果及机理

研究了高铁酸盐溶液(FS)降解直接耐晒黑G(DB19)的效果,并采用UV-Vis、GC/MS等方法对降解机理进行了分析.结果表明,FS对DB19的脱色效果较好,pH<7.7时,5min的脱色率达到94%以上,最佳范围为pH<10.7.FS的最佳投加量为20mg/L,反应60min时,对DB19色度和COD的去除率分别为95%和60%. FS对DB19废水TOC的去除率为5%,表明染料大分子难以被完全矿化.UV-Vis扫描、GC/MS分析和体系pH值的变化结果表明,染料分子的偶氮键能被迅速攻击破坏,使染料消色,染料大分子被氧化为有机小分子中间产物,提高了染料废水的可生化性,同时产生大量的酸性有机中间物质,导致体系的pH值显著降低.     

Fenton试剂处理水中偶氮染料的影响因素研究

以水溶液中偶氮染料活性艳红X-3B为目标物,通过废水色度的变化考察了过氧化氢、亚铁离子投加量和pH值对废水处理效果的影响。实验结果表明:当染料浓度为200mg/L,pH值为4.0,FeSO4为0.10mmol/L,H2O2为1.2mmol/L时反应30min后,活性艳红X-3B的色度去除率达到最大值,为88.9%,处理效果较好。     

序列间歇式活性污泥法处理毛纺厂废水的研究

采用序列间歇式活性污泥法处理毛纺厂废水。试验结果表明,经4h曝气处理,进水COD为190～650mg/L时,出水COD始终低于100mg/L,去除率大多在80％～90％之间,色度去除率大多在50％以上,出水COD和色度均达到行业排放标准。还对较低COD浓度下序列间歇式活性污泥法的COD降解过程进行了研究,推导出一级反应动力学关系式Sr＝So（1－10￣^-k1^t）,并以试验数据进行了拟合,求解出动力学常数k1和So。     

用电凝聚法处理活性黄X—R染料废水的实验研究

根据染料废水水质复杂且难于生化处理的特点,采用电凝聚技术,对活性黄X—R模拟染料废水的电凝聚处理进行研究,考察各种参数对染料脱色效果的影响,并对其机理和反应过程动力学特征进行了初步分析。研究表明：采用电凝聚方法可以使活性黄X—R模拟染料废水得到有效处理,其中COD去除率最高可以达到73．43％,色度去除率最高可达到97_3％。     

好氧生物处理对焦化废水中有机物的去除

本文在实验室条件下，对焦化废水采用完全混合式活性污泥法试验装置，考察了运行参数对有机物去除效果的影响，归纳总结了有机物（ＣＯＤ）去除负荷的动力学关系，测定了各单项有机物的组成、去除率和降解常数，并测定了曝气吹脱的影响。文中对焦化废水中有机物的整体去除规律（ＣＯＤ、ＢＯＤ５）和所含各单项有机物的降解特性进行了较为详细的研究。     

电催化氧化技术处理硝基苯废水的试验研究

用实验室自制的活性炭粒子填充电极电催化氧化反应器对模拟硝基苯废水进行了降解处理。初步探讨电催化氧化反应的机理,考察了电流强度、反应时间、进水浓度等对硝基苯去除率的影响。用一元线性回归方程对不同初始浓度和电流强度降解后硝基苯的相对残余浓度对反应时间的相关性进行了分析,结果发现相关系数大于临界相关系数,硝基苯的降解符合表观一级反应动力学模型,求出了各反应条件下的一级速率常数。通过用spss软件分析,表明不同的初始浓度和电流强度下ln(C0/C)对时间的相关性显著。实验结果表明,在本实验条件下,硝基苯的去除率达到95%以上,能有效的催化降解硝基苯。     

负载型三维粒子电极降解甲基橙模拟废水研究

采用负载型活性炭为填充电极的三维电极法处理甲基橙模拟废水,研究了不同粒子电极的处理效果,考察了影响模拟废水中色度与COD去除率的因素,探讨了甲基橙降解的反应动力学,并运用紫外-可见吸收光谱初步研究了甲基橙的降解机理.结果表明,负载锰的氧化物的粒子电极处理效果最好,降解3h后,色度与COD去除率分别达95%与80%;通过单因素实验确定的最佳实验条件:槽电压12V,初始pH值为3,辅助电解质浓度0.05mol/L.反应动力学分析显示,甲基橙降解反应表现为一级反应动力学.紫外-可见吸收光谱分析结果表明,以负载型活性炭为粒子电极的三维电极法对模拟废水中的色度与COD具有很好的降解效果.     

超声波降解水溶液中叔丁醇的研究

研究了超声场降解水溶液中叔丁醇的行为，并探讨了反应动力学模式。实验表明．在本实验条件下超声波降解叔丁醇能够达到较好的降解效果。叔丁醇的去除率随着超声辐射时间的延长而提高，在频率为20kHz、功率为1500W的超声场下，作用80min能够达到90％左右的去除率。反映体系的降解速率随着反应温度的提高而升高，随着初始浓度的增大而降低：反应体系的pH值对叔丁醇的降解率影响不大：溶液中溶解气体的种类对降解效果有一定影响。反应速率常数按照由快到慢的顺序为ko2〉k未作处理〉kN2。在一定的初始浓度条件下，超声波降解叔丁醇的反应符合假一级反应动力学模式。     

纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝的动力学研究

采用偶联剂法在聚丙烯多面球表面固载纳米TiO2,在高压汞灯照射下,以亚甲基蓝染料为研究对象,对光催化氧化亚甲基蓝溶液的反应动力学进行了试验研究,结果表明:负载TiO2薄膜的聚丙烯多面球光催化降解亚甲基蓝溶液的反应表现为一级动力学反应,反应速率遵从多相催化动力学方程——Langmuir-Hinshelwood方程,反应速率常数K为0.2544mg/(L.min),吸附平衡常数KA为0.4474mg-1.L。