Fe~0/海藻酸钙微球还原-Fenton氧化协同降解酸性红B

以海藻酸钠为固定基质制备了Fe0/海藻酸钙微球,探讨基于Fe0/海藻酸钙微球对染料还原-Fenton氧化协同降解转化的特性及机制。本研究通过FT-IR、SEM、BET、XPS等方法对材料进行了表征,考察了不同还原氧化体系、Fe0/海藻酸钙微球投加量、溶液pH等因素对酸性红B(ARB)降解效果的影响,以及Fe0/海藻酸钙微球还原-氧化过程中Fe0的稳定性和海藻酸钙微球重复催化性能。结果表明,Fe0/海藻酸钙微球的多级孔道结构对染料有一定的吸附作用。在Fe0/海藻酸钙微球还原染料阶段中,Fe0投加量为0.24g·L-1,溶液初始pH为2.96时,180min后ARB的色度去除率可达到96.8%。在后续的Fenton氧化阶段,加入10.75mmol·L-1H2O2后,ARB色度去除率达到99%,矿化程度提高至64.7%。与Fe0/海藻酸钙微球还原体系和Fe3+/海藻酸钙微球Fenton氧化体系相比,Fe0/海藻酸钙微球还原-Fenton氧化协同体系能够实现ARB的有效脱色和矿化。由于海藻酸钙中羧基对Fe2+/Fe3+的配位作用,Fe离子从微球中转移到溶液中的量为微球中总铁量的3.9%左右。由于Fe离子能够较好地固定在海藻酸钙微球中,在pH较高条件下,减少了Fe氢氧化物的生成,Fenton反应能够在较宽pH范围内进行,含有Fe2+/Fe3+的海藻酸钙微球表现出较好的重复催化氧化性能。因此,Fe0/海藻酸钙微球还原-Fenton氧化协同技术为染料废水的处理提供了一种较好的解决方案。     

微电解-Fenton氧化法处理炼化企业二级出水研究

利用Fenton强化微电解工艺对炼化企业二级出水展开处理研究,以出水有机物(COD)为考察指标,通过单因素分析法研究确定了2种微电解-Fenton氧化组合工艺:微电解-Fenton联合工艺和微电解-Fenton耦合工艺的最佳工艺参数。实验结果表明,微电解-Fenton联合工艺的最佳工艺参数为:铁炭微电解单元进水p H=3,Fe/C=3/2,Fe投加量为150 g/L,反应时间为2.5 h,海绵铁粒径为2~3mm,曝气量为5 L/min,Fenton氧化单元H_2O_2投加量为0.4 m L/L,反应时间为60 min;微电解-Fenton耦合工艺的最佳工艺参数为:进水p H=3,Fe/C=3/2,Fe投加量为150 g/L,海绵铁粒径为2~3 mm,曝气量为5 L/min,H_2O_2投加量为0.3 m L/L,反应时间为90 min。对2个组合工艺进行对比分析,结果显示微电解-Fenton耦合工艺的处理效果较佳,对炼化企业二级出水有机物处理率达89.30%,可生化性可达到38.2%。     

甲苯硝化废水的微电解-Fenton氧化预处理

采用铁碳微电解-Fenton氧化联合工艺处理甲苯硝化废水,探讨了溶液pH值、铁炭投加量、铁炭比例、H2O2投加量和反应时间等因素对微电解-Fenton氧化处理硝化废水的影响规律,获得微电解-Fenton氧化处理硝化废水的最佳工艺条件:废水pH在3左右,铁炭投加量为0.6 g/L,Fe/C质量比为4∶1,反应时间为1.5h,微电解后H2O2投加量为20 ml/L,反应时间为1 h。硝化废水经微电解-Fenton氧化处理后,COD由29 146mg/L降至6 477 mg/L,COD去除率达77.8%,BOD5/COD由0提高到0.37左右,废水可生化性显著增强。     

超声波促进Fenton法脱色甲基橙溶液的研究

分别研究了超声波、Fenton试剂、超声波-Fenton试剂作用下甲基橙溶液的脱色和COD去除行为.结果表明,超声波单独作用甲基橙溶液几乎没有脱色效果;Fenton试剂单独作用400mg/L的甲基橙溶液30min,甲基橙色度去除率67.51%,COD去除率63.15%;而超声波-Fenton试剂时,溶液色度去除率86.91%,COD去除率80.32%.超声波与Fenton试剂对甲基橙溶液的脱色和COD去除有协同作用.Fenton试剂脱色强酸性甲基橙溶液是氧化反应,而在pH大于5时,是还原反应.     

微电解-Fenton法处理拉米夫定废水试验研究

分别采用微电解-Fenton氧化串联工艺和H2O2强化微电解工艺预处理难降解拉米夫定工业废水,通过对有机物、色度去除率的优选和反应过程中Fe2＋浓度变化的分析,确定了最佳工艺及工艺运行方式。结果表明,微电解-Fenton氧化串联工艺宜采用微电解阶段后调节pH值的运行方式,与不调节pH值的运行方式相比,CODCr去除率提高了6.85%;H2O2强化微电解工艺,反应100min时,CODCr去除率为71.71%,色度去除率为98.15%,与微电解-Fenton氧化串联工艺相比反应时间短,投加药剂费用少,不需另设专门Fenton反应设备。通过废水处理前后的UV/Vis吸收光谱图比较,表明2种工艺对拉米夫定废水具有较理想的处理效果但最终降解产物不同。     

自催化氧化还原技术处理PCB络合废水试验研究

针对PCB络合废水络合铜浓度高、COD难达标、可生化性差等特点,在研究铜对铁碳微电解和Fenton氧化的催化作用的基础上,采用催化铁内电解-Fenton催化氧化联合自催化氧化还原技术对PCB络合废水进行处理,并通过混凝实验进一步去除废水中污染物。零价铁可置换出络合铜中的铜,单质铜与零价铁可形成Fe-Cu催化还原体系,对Fenton氧化也具有催化作用,可有效提高废水的处理效果。通过单因素实验确定各工艺最佳反应条件,实验结果表明,催化铁内电解最佳工艺条件为:p H=2,反应时间为60 min,铁屑投加量为5 g/L;Fenton催化氧化最佳工艺条件为:p H=3,反应时间为60 min,H2O2投加量为15 m L/L;混凝实验PAM最佳投加量为10 mg/L。最佳工艺条件下废水COD和总铜去除率分别可达到94.5%和98.8%,B/C由0.12提高到0.32,废水可生化性得到显著提高,为后续处理创造了条件。     

电Fenton法处理染料废水的研究

采用电Fenton法预处理染料废水,对影响COD及色度去除率的各种因素,包括内电解反应的初始pH值、铁的投加量、铁炭投加比,Fenton试剂氧化处理过程中初始pH值、H2O2的投加量及投加方式、反应时间等进行了研究。结果表明,内电解反应的最佳条件为：pH值为3.0,铁的投加量为25g/L,Fe/C为1：1.3;Fenton试剂氧化处理染料废水的最佳条件为：H2O2投加量为30mmol/L,pH值为内电解出水pH值（pH值为4.0左右）,反应时间为50min。COD去除率可达58%,色度去除率可达95%以上。     

印染行业退煮漂废水处理工艺的实验研究

研究"混凝沉淀-Fenton试剂氧化"工艺处理印染行业退煮漂废水,结果表明,在选用的四种混凝剂中,最佳混凝药剂是聚硅酸硫酸铝(PASS),最佳投药量为3 g/L,适宜反应pH值为4~5;用Fenton试剂处理混凝沉淀后的上清液,最佳氧化工艺条件:反应时间为1.5 h、pH为3~5、H2O2投加量为0.2 mol/L、n(H2O2)∶n(Fe2+)值为1.5;经过"混凝沉淀-Fenton试剂氧化"全流程处理后,废水COD cr、BOD5、色度、SS均有较高的处理效果,COD cr去除率达93.55%、BOD5去除率达89.77%、色度去除率达85.71%、SS去除率达95.9%。     

非均相UV/Fe-Cu-Mn-Y/H2O2反应催化降解4BS染料废水

制备了负载在Na Y分子筛上的Fe Cu Mn Y复合催化剂,并对其在非均相UV Fe Cu Mn Y H2O2体系中催化氧化4BS染料废水进行了研究.结果表明,非均相UV Fe Cu Mn Y H2O2体系对4BS染料废水的处理具有很高的效率.在基准条件下,反应时间为20min时,废水中4BS的去除率达到了93 7%.与均相UV Fenton体系不同,非均相UV Fe Cu Mn Y H2O2体系在碱性条件下(pH=10 5)仍可高效去除CODCr.动力学研究得到催化氧化4BS废水的模型方程,该模型可以为非均相UV Fe Cu Mn Y H2O2体系处理高色度的实际染料废水提供指导.     

活性炭催化双氧水氧化处理分散橙结晶废母液

采用Fe2+/H2O2、活性炭(AC)/H2O2和AC/H2O2/Fe2+三种氧化体系对高浓度、高酸度和高盐分的分散橙结晶废母液进行处理,探讨了H2O2投加量、n(H2O2)/n(Fe2+)比值和初始pH对TOC去除率影响,比较三种氧化体系对TOC和色度的去除效果。结果表明:AC/H2O2/Fe2+氧化体系对TOC去除率最高,AC/H2O2氧化体系对色度去除率最高。即使在强酸环境中下,AC对H2O2仍然具有较高的催化活性,并可多次重复利用。AC/H2O2氧化体系为分散橙结晶废母液处理及资源化利用提供了新途径。     

铁刨花-Fenton-絮凝工艺对染料生产废水中AOX、色度和TOC的去除效果研究

采用铁刨花-Fenton-絮凝工艺处理染料生产废水,考察了不同Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比(1∶3~1∶15)、铁刨花反应时间(2~5h)、Fenton氧化反应时间(20~80 min)下可吸附性有机卤代物(AOX)、色度和总有机碳(TOC)的去除效果.结果表明,AOX、色度和TOC去除率随Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比的降低先升高后减少,随铁刨花和Fenton反应时间的增加而持续升高.最优化条件为Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比1∶8、铁刨花反应时间4 h和Fenton反应时间60 min,该条件下AOX、色度和TOC的去除率分别为94.2%、93.7%和27.2%.比较实验结果表明,铁刨花-Fenton-絮凝组合工艺对废水AOX、色度和TOC的去除效果远优于铁刨花处理、Fenton氧化、絮凝沉淀的单个技术或两两技术组合效果.GC-MS分析表明,废水中的有机卤代物和苯胺类污染物得到高效去除,此外硝基苯类、苯酚类、苯甲醛类、醚类、腈类和杂环化合物等有毒有害物质也均得到高效去除.叔丁醇捕获·OH实验表明·OH在Fenton反应中的主导作用.     

H2O2预氧化对负载铁制备污泥炭基催化剂效能的影响

以城市污水厂二沉池污泥为原料,考察了不同H_2O_2投加量下污泥预氧化对铁负载污泥形成前驱体及其热解后制得炭基催化剂性能的影响,研究了污泥预氧化对强化铁负载制备均一分散型污泥炭基催化剂的机理.结果表明,污泥预氧化促进了污泥细胞破解,降低了絮体颗粒粒径和表面Zeta电位,使铁负载量增加、铁活性位点在污泥载体上的分散性明显增强,形成炭基催化剂保持着高催化活性,其稳定性显著增加.对模拟含铬黑T染料废水的多相芬顿降解试验说明,当污泥预氧化H_2O_2投加量为2.25%时制备的炭基催化剂,其反应120 min后铬黑T的降解率为91%,略低于未预氧化时污泥炭基催化剂的降解效率(96%);但未预氧化炭基催化剂其反应后溶液中铁离子的溶出量(18.9%)远高于预氧化后形成的催化剂(2.5%),且后者循环3次对铬黑T的降解率仍可达到86%,表现出较强的稳定性.     

培养转速与镁离子对生物合成次生铁矿物的影响研究

探析培养转速与镁离子浓度对氧化亚铁硫杆菌生物合成次生铁矿物的影响对酸性矿山废水(AMD)治理具有一定的工程指导意义.本研究通过摇瓶实验,研究了Mg2+浓度分别为48与4.8 mg·L-1,其它元素组成与富含Fe与SO2-4的9K液体培养基一致的体系在180 r·min-1与100 r·min-1转速条件下氧化亚铁硫杆菌催化合成次生铁矿物过程.考察了不同次生铁矿物合成体系pH、Fe2+氧化率、总Fe沉淀率及次生铁矿物矿相等相关指标.研究结果表明,在180 r·min-1的培养条件下,Mg2+浓度分别为4.8与48 mg·L-1两体系培养48 h后,pH从原始的2.50分别降低至2.07与2.12,Fe2+均可在48 h内实现完全氧化.Fe2+完全氧化时,Mg2+浓度为4.8 mg·L-1体系总Fe沉淀率为37.4%,合成的次生铁矿物均匀分散于溶液中,而Mg2+浓度为48 mg·L-1体系中,总铁沉淀率仅为31.7%,且70%的矿物牢固粘附于摇瓶底部.培养转速为100 r·min-1时,Mg2+浓度分别为4.8与48 mg·L-1两体系经过72 h培养后,pH均从原始的2.50降低至2.21与2.17.Fe2+需要72 h才能被完全氧化,两体系总Fe沉淀率分别仅为21.3%与23.0%,产生的次生铁矿物几乎全部牢固粘附于摇瓶底部.本研究所有体系产生的次生铁矿物均为黄铁矾与施氏矿物的混合物.研究结果可为生物合成次生铁矿物工艺的优化及其在酸性矿山废水治理领域的有效应用提供必要的参数支撑.     

Feasibility of bioleaching combined with Fenton oxidation to improve sewage sludge dewaterability

A novel joint method of bioleaching with Fenton oxidation was applied to condition sewage sludge. The specific resistance to filtration (SRF) and moisture of sludge cake (MSC) were adopted to evaluate the improvement of sludge dewaterability. After 2-day bioleaching, the sludge pH dropped to about 2.5 which satisfied the acidic condition for Fenton oxidation. Meanwhile, the SRF declined from 6.45 × 10¹⁰ to 2.07 × 10¹⁰ s²/g, and MSC decreased from 91.42% to 87.66%. The bioleached sludge was further conditioned with Fenton oxidation. From an economical point of view, the optimal dosages of H₂O₂ and Fe^2 + were 0.12 and 0.036 mol/L, respectively, and the optimal reaction time was 60 min. Under optimal conditions, SRF, volatile solids reduction, and MSC were 3.43 × 10⁸ s²/g, 36.93%, and 79.58%, respectively. The stability and settleability of sewage sludge were both improved significantly. Besides, the results indicated that bioleaching-Fenton oxidation was more efficient in dewatering the sewage sludge than traditional Fenton oxidation. The sludge conditioning mechanisms by bioleaching-Fenton oxidation might mainly include the flocculation effects and the releases of extracellular polymeric substances–bound water and intercellular water.     

渗滤液污染羽中沉积物氧化还原缓冲能力研究

通过土柱模拟实验研究含水层沉积物的氧化还原缓冲能力及其在不同氧化还原带中的变化.结果表明,随着污染的加重,沉积物的氧化容量(OXC)减小,而还原容量(RDC)升高.在未受污染的沉积物中,Fe³⁺是OXC的主要组成,约占OXC的70.5%;TOC是RDC的主要组成,约占RDC的98.7%.在厌氧环境中大部分无定型态和部分晶体态Fe³⁺被还原,还原产物主要以FeCO₃和FeS形式沉淀;在产甲烷带/硫酸盐还原带和铁还原带中,Fe²⁺的沉积使得可离子交换态Fe²⁺含量由原样中的0.5%分别升高至3%和1.84%.因此Fe³⁺是含水层中主要的氧化还原缓冲剂,Fe³⁺还原、Fe²⁺沉淀和Fe2+的离子交换等作用大大减小了厌氧渗滤液污染羽的扩展,对进入含水层的还原性污染物有重要的缓冲作用.     

Magnetically recoverable Fe3O4@polydopamine nanocomposite as an excellent co-catalyst for Fe3+ reduction in advanced oxidation processes

Advanced oxidation processes are widely applied to removal of persistent toxic substances from wastewater by hydroxyl radicals(·OH),which is generated from hydrogen peroxide(H_2O_2) decomposition.However,their practical applications have been hampered by many strict conditions,such as iron sludge,rigid pH condition,large doses of hydrogen peroxide and Fe~(2+),etc.Herein,a magnetically recyclable Fe_3O_4@polydopamine(Fe_3O_4@PDA) coreshell nanocomposite was fabricated.As an excellent reducing agent,it can convert Fe~(3+)to Fe~(2+).Combined with the coordination of polydopamine and ferric ions,the production of iron sludge is inhibited.The minimum concentration of hydrogen peroxide(0.2 mmol/L and Fe~(2+)(0.18 mmol/L)) is 150-fold and 100-fold lower than that of previous reports,respectively.It also exhibits excellent degradation performance over a wide pH range from 3.0 to 9.0.Even after the tenth recycling,it still achieves over 99% degradation efficiency with the total organic carbon degradation rate of 80%,which is environmentally benign and has a large economic advantage.This discovery paves a way for extensive practical application of advanced oxidation processes,especially in environmental remediation.     

Hepatitis A Virus Disinfection in Water by Solar Photo–Fenton Systems

This study evaluates and compares the effectiveness of solar photo–Fenton systems for the inactivation of hepatitis A virus (HAV) in water. The effect of solar irradiance, dark- Fenton reaction and three different reactant concentrations (2.5/5, 5/10 and 10/20 mg/L of Fe²⁺/H₂O₂) on the photo–Fenton process were tested in glass bottle reactors (200 mL) during 6 h under natural sunlight. Disinfection kinetics were determined both by RT-qPCR and infectivity assays. Mean water temperatures ranged from 25 to 27.3 °C, with a maximum local noon UV irradiances of 22.36 W/m². Photo–Fenton systems yielded increased viral reduction rates in comparison with the isolated effect under the Fenton reaction in darkness (negligible viral reduction) or the solar radiation (0.25 Log of RNA reduction). With the highest concentration employed (10–20 mg/L Fe²⁺–H₂O₂), an average RNA reduction rate of ~ 1.8 Log (initial concentration of 10⁵ pfu/mL) and a reduction of 80% in the infectivity capacity were reached. Results showed a strong synergistic effect between Fe²⁺/H₂O₂ and sunlight, demonstrating that significant disinfection rates of HAV under photo–Fenton systems may occur with relatively higher efficiency at middle environmental temperatures and without the need for an energy-intensive light source.     

包埋固定化海洋硅藻吸附材料的制备及其对水中铅离子的吸附特性研究

采用海藻酸钠(SA)凝胶包埋法对海洋硅藻藻粉进行固定化,考察了藻粉用量、海藻酸钠浓度、Ca Cl2质量分数、交联时间及小球粒径对固定化小球吸附铅离子性能的影响,并研究了这种吸附材料对Pb~(2+)的吸附特性.结果表明,固定化海洋硅藻生物吸附剂的最佳制备条件为:藻粉用量5.0 g/100 m L SA、海藻酸钠浓度20 g·L~(-1)、Ca Cl2质量分数0.5%、交联时间1 h、小球粒径2.8 mm左右.Langmuir等温吸附模型能够较好地描述固定化小球吸附对Pb~(2+)的等温吸附特征,R2为0.9983,最大理论吸附量为833.33 mg·g~(-1).准二级动力学模型能够较好地拟合固定化小球吸附Pb~(2+)的动力学过程,理论平衡吸附量为714.29 mg·g~(-1),与实验所得平衡吸附量706.55 mg·g~(-1)较为接近.固定化小球吸附Pb~(2+)的适宜初始p H值为4~5.Na Cl、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2对固定化小球的吸附性能有一定的促进作用.本研究所制固定化海洋硅藻球形吸附材料对Pb~(2+)的吸附容量明显优于大部分研究所报道的固定化生物吸附剂,是一种很有潜力的生物吸附材料.     

Ce3+与Cu2+协同强化芬顿体系氧化苯酚的效能与机制研究

研究了Ce~(3+)与Cu~(2+)协同强化芬顿体系在不同初始条件下对水中苯酚的氧化效能与机制.结果表明,在p H适用范围的宽度和H_2O_2浓度变化方面,Ce~(3+)/Cu~(2+)/Fe~(2+)/H_2O_2体系比传统的芬顿体系更具有优势,该体系在p H=5.0、H_2O_2浓度为2.0mmol·L-1的条件下,仍可以对苯酚保持相对较高的氧化效能;Cu~(2+)可能会借助反应过程中的中间产物(醌类物质)生成Cu+,Cu+催化H_2O_2分解生成·OH,Ce~(3+)可能促进体系内醌类物质的形成,加快Fe~(3+)与Fe~(2+)的循环效能,在一定程度上提高了芬顿体系中H_2O_2分解生成·OH的速率,说明Cu~(2+)与Ce~(3+)对芬顿体系的强化作用具有协同性;自由基终止剂依然可以抑制Ce~(3+)、Cu~(2+)强化的芬顿体系对苯酚的降解,由此说明体系中起到氧化作用的活性物种仍然是羟基自由基(·OH).     

Fenton氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的研究

对Fenton氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的方法进行了研究,在综合考虑经济性和去除效果的前提下,提出了反应的最佳条件:H₂O₂投加量为220 mg/L,Fe²⁺投加量为180 mg/L,聚丙烯酰胺投加量为4.5 mg/L,反应时间为0.5h,pH=7.最终COD去除率可达44.5%,色度可以降为35倍,出水符合国家污水排放二级标准.同时,通过分析分子量分布和小分子有机物组成,揭示了Fenton氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的污染物变化规律.结果表明焦化废水经过Fenton氧化/混凝协同处理后,其出水可达到国家二级排放标准,并且处理成本相对较低,具有实际应用的前景.