一种新型的水处理高级氧化技术——金属催化臭氧化

介绍了均相和非均相金属催化剂能增强臭氧氧化能力，进而提高废水中有机物的去除效率。阐述了金属催化臭氧化技术降解有机污水的机理、工艺流程及在水处理中的应用进展。提出了金属催化臭氧化技术应加强对高效催化剂、新型反应器的研制及催化过程中反应机理、影响因素的研究等。     

Ozonation of refractory chemicals in leachate with hydrogen peroxide

Nearly 97% of organic chemicals in Hong Kong leachate could be effectively removed by the UASB( upflow anaerobic sludge blanket) process followed by the fenton coagulation. The COD of leachate was lowered from an average of 12900 mg/L to 1440 mg/L after the UASB treatment, and was further lowered to 394 mg/L after the fenton coagulation. The remaining refractory residues could be further removed by ozonation with the addition of H2Oz. The ozonation for the supernatant of the fenton coagulation was most effective at pH 7-8, with the addition of 300 mg/L of H202, and 30 min of reaction. The final effluent contained only 85 mg/L of COD and 10 mg/L of BOD5. On the other hand, direct ozonation of UASB effluent lowered the COD to 905 mg/L and BOD5 to 103 mg/L. Ozonation improved the biodegradability of the organic residues, and also converted oart of oruanic-N in the leachate into NH3-N and NO3^- -N.     

液相中MnO2催化臭氧化降解磺基水杨酸

研究了β-MnO2,γ-MnO2和MnSO4产生的胶状MnO2在液相中催化臭氧化降解磺基水杨酸的催化性能。结果表明，液相中MnO2催化臭氧化降解磺基水杨酸的活性与体系的pH值有关，而与其物相无关．在本实验条件下，三种MnO2在pH=1．0时均显示了较好的催化臭氧化活性，而在pH=6．8和8．0时却无活性。实验结果还表明，催化剂催化分解臭氧活性的高低与其催化臭氧化降解有机物的活性并无直接关系。     

臭氧氧化去除二级出水中PPCPs的研究

药品及个人护理用品(PPCPs)是一类痕量、顽固的新兴有机污染物,采用传统水处理工艺不易去除,需深度处理。采用批量试验方法,研究了臭氧氧化二级出水中添加的19种PPCPs的去除效果,考察了臭氧投加量、p H值、自由基抑制剂对去除效率的影响,并根据氧化产物推断可能的反应途径。结果表明,在原水水样p H=7.1条件下,臭氧质量浓度为1.2 mg/L时,能有效去除大多数PPCPs。其中,抗生素类PPCPs和个人防护类PPCPs的去除率分别达到了68%和70%,而雷尼替汀和噻苯咪唑去除效果不明显,仅为17.73%和12.3%。增加臭氧投加量或提高反应p H值会显著提高除雷尼替汀和噻苯咪唑外的PPCPs去除率。加入的自由基抑制剂对臭氧氧化PPCPs有明显抑制作用。PPCPs的氧化降解产物有机酸会降低反应p H值,进而影响PPCPs的去除效果。     

Catalytic ozonation treatment of papermaking wastewater by Ag-doped NiFe2O4: Performance and mechanism

The catalytic ozonation treatment of secondary biochemical effluent for papermaking wastewater by Ag-doped nickel ferrite was investigated. Ag-doped catalysts prepared by sol-gel method were characterized, illustrating that Ag entirely entered the crystalline of NiFe₂O₄ and changed the surface properties. The addition of catalyst enhanced the removal efficiency of chemical oxygen demand and total organic carbon. The results of gas chromatography-mass spectrometer, ultraviolet light absorbance at 254 nm and three-dimensional fluorescence excitation-emission matrix suggested that aromatic compounds were efficiently degraded and toxic substances, such as dibutyl phthalate. In addition, the radical scavenging experiments confirmed the hydroxyl radicals acted as the main reactive oxygen species and the surface properties of catalysts played an important role in the reaction. Overall, this work validated potential applications of Ag-doped NiFe₂O₄ catalyzed ozonation process of biologically recalcitrant wastewater.     

两相分配体系中硅酮母粒对氯苯降解菌Delftia sp. LW26的影响

将硅酮母粒作为两相分配体系中的固态非水相（SNAP）来处理氯苯废气,从细胞表面疏水性（CSH）、菌体表面胞外多聚物（EPS）和电子传递体系（ETS）来探究硅酮母粒的加入对微生物特性以及活性的影响.结果表明,硅酮母粒在1 h内可捕集70%左右的氯苯,5次回收再利用的硅酮母粒在两相体系中对氯苯的去除率仍在99%以上;在较高的初始氯苯浓度下（10 mmol·L^-1）,两相体系中的ETS活性可达到112 mg·g^-1·h^-1,而在单相体系中未检测到ETS活性;两相体系中EPS量较于单相体系也有所提高,并且EPS中的蛋白质与多糖的比值是单相体系的2.34倍,这在一定程度上提高了CSH,使菌体更趋向于粘附在固/液界面,提高了传质效率;CSH总体上随硅酮母粒比例的增加而增加,且在20%时达到最大值.     

电凝聚臭氧化耦合工艺的二级出水处理特性与机理研究

构建电凝聚臭氧化耦合工艺对城市污水处理厂二级出水进行深度处理,研究了不同初始pH值、臭氧投加量和电流密度对二级出水处理效果的影响.结果表明,当初始pH值为5、臭氧投加量为1.5 mg·mg^-1、电流密度为15 mA·cm^-2时,该工艺处理效果达到最佳,二级出水中溶解性有机物的去除率可达到58.6%.与单独电絮凝和臭氧氧化工艺相比,耦合工艺对有机物有更好的去除效果.由于金属盐水解产物可以作为臭氧化的催化剂,为了甄别其活性点位,将磷酸盐引入体系中,结果表明磷酸盐占据了混凝剂水解产物表面的羟基,从而阻碍了臭氧与水解铝盐混凝剂之间的反应,使得有机物的去除率降低,傅立叶红外（FT-IR）分析的结果进一步证明表面羟基是产生的铝盐混凝剂催化臭氧化的活性点位.为了进一步明确该耦合工艺去除溶解性有机物的机理,选择对氯苯甲酸（pCBA）探针法间接证明和电子顺磁共振（EPR）实验直接证明体系中羟基自由基（·OH）的存在,结果表明,电凝聚臭氧化耦合工艺较单独臭氧氧化工艺产生了更多的·OH,说明电絮凝产生的铝盐混凝剂水解产物可以作为催化剂催化臭氧产生·OH,提升体系对有机物的去除效率.     

城市污水二级处理出水中不同种类PPCPs的臭氧氧化效果与机制研究

研究了臭氧氧化对城市污水二级处理出水中15种典型药品和个人护理品（PPCPs）的去除效果及O₃分子氧化和·OH自由基氧化的贡献.结果表明,PPCPs的臭氧氧化去除效果与其亲核官能结构特性相关,芳香胺结构为主的PPCPs易降解,烷基胺结构为主的PPCPs可部分降解,亲核特性较弱的双键为主的PPCPs难降解;在臭氧投加量为5.5 mg·L^-1条件下,这3类PPCPs的去除率为分别为大于95%、57%~68%和39%~57%.臭氧氧化过程中,O₃分子氧化和·OH自由基氧化均起重要作用.易降解PPCPs的氧化机制以O₃分子氧化为主,贡献率为82%~91%;可降解和难降解PPCPs的氧化机制以·OH自由基氧化为主,贡献率分别为48%~71%和66%~94%.二级出水中臭氧氧化过程中,UVA₂₅₄去除率可呈单线性或分段线性指示PPCPs的去除效率.     

电-多相臭氧催化技术处理金刚烷胺制药废水

采用电-多相臭氧催化（E-catazone）技术处理高COD、高含盐、难生化的金刚烷胺制药废水.对比研究电-多相臭氧催化、多相臭氧催化（Catazone）、电催化氧化（EO）对金刚烷胺制药废水的处理效果,在此基础上进一步研究了电流密度、pH值以及气相O₃浓度对电-多相臭氧催化技术处理效果的影响,同时优化实验条件.实验结果表明,在原水pH值为12.5,电流密度为15mA/cm²,O₃进气流速0.4L/min,O₃浓度为60mg/L的条件下,经过60min反应,电-多相臭氧催化技术获得了62%的COD去除和44%的总有机碳（TOC）去除,其效果显著优于多相臭氧催化（COD 44%,TOC 29%）与电催化氧化（COD 13%,TOC 17%）;同时,电-多相臭氧催化不仅氧化能力强,而且氧化速率快,获得的伪一级COD去除速率常数k是多相臭氧催化和电催化氧化的1.81倍和8.22倍,更为重要的是,电-多相臭氧催化技术还可以高效、快速地提高废水的生化性,提高约2个数量级,结果表明,电-多相臭氧催化技术是一种有潜力的高级氧化技术,可以实现高效、快速去除有机污染物以及提高废水的可生化性.     

Mn-Co/蜂窝陶瓷催化剂制备及催化臭氧化对苯二酚效能

为了提高金属催化剂的活性和使用寿命,以硝酸钴Co(NO3)2·6H2O和硝酸锰Mn(NO3)2作为前驱体,蜂窝陶瓷(ceramic honeycomb,CH)作为载体,采用涂覆法制备了4种不同质量比的Mn-Co/CH催化剂,通过XRD、N2-吸附/脱附、FESEM和XPS等方法分析了催化剂的结构,研究了催化剂的材料力学性能,建立了单独臭氧和催化臭氧化对苯二酚的反应动力学模型,考察了催化剂催化臭氧化的效能.结果表明,Mn1Co1/CH(Mn∶Co=1∶1)催化剂的晶相主要以Mn3O4和Co O为主,具有较大的比表面积、孔容和孔径,分别达到190 m~2·g~(-1)、0.25 cm3·g-1和4.8 nm;Mn1Co1/CH催化剂的催化活性最高,对苯二酚和COD的去除率分别达到78%和54%.Mn-Co/CH催化剂的抗压缩强度大(15.89~16.94 MPa).当添加叔丁醇时,对苯二酚去除率显著下降,·OH在Mn1Co1/CH催化臭氧化过程中起着重要的作用,催化臭氧化对苯二酚符合一级反应动力学模型.Mn-Co/CH催化剂用量少、催化效率高、使用寿命长,易于实现工业化.