Multi-response optimization of Fenton process for applicability assessment in landfill leachate treatment

Fenton process, as a pretreatment method, was found to be effective in the primary treatment of mature/medium landfill leachate. However, the main problem of the process is the large amount of produced sludge that requires an accurate feasibility evaluation for operational applications. In this study, the response surface methodology was applied for the modeling and optimization of Fenton process in three target responses, (1) overall COD removal, (2) sludge to iron ratio (SIR) and (3) organics removal to sludge ratio (ORSR), where the latter two were new self-defined responses for prediction of sludge generation and applicability assessment of the process, respectively. The effective variables included the initial pH, [H₂O₂]/[Fe²⁺] ratio and Fe²⁺ dosage. According to the statistical analysis, all the proposed models were adequate (with adjusted R² of 0.9116–0.9512) and had considerable predictive capability (with prediction R² up to 0.9092 and appropriate adequate precision). It was found that all the variables had significant effects on the responses, specifically by their observed role in dominant oxidation mechanism. The optimum operational conditions obtained by overlay plot, were found to be initial pH of 5.7, [H₂O₂]/[Fe²⁺] ratio of 17.72 and [Fe²⁺] of 195 mM, which led to 69% COD removal, 2.4 (l sludge/consumed mole Fe²⁺) of SIR and 16.5 (gCOD removed/l produced sludge) for ORSR in verification test, in accordance with models-predicted values. Finally, it was observed that [H₂O₂]/[Fe²⁺] ratio and Fe²⁺ dosage had significant influence on COD removal, while Fe²⁺ dosage and [H₂O₂]/[Fe²⁺] ratio had remarkable effects on SIR and ORSR responses, respectively.     

Fenton法处理垃圾渗滤液的参数优化及反应动力学模型

采用Fenton法处理垃圾渗滤液,研究反应时间、初始浓度、pH、Fenton试剂用量对垃圾渗滤液TOC去除率的影响。研究结果表明,最优反应条件是反应时间30 min,初始pH为3.0,初始[H2O2]0=7 310 mg/L,最佳[H2O2]/[Fe2+]摩尔比为5,反应温度为室温,此时渗滤液的TOC去除率达到70.3%。渗滤液矿化过程符合一级反应动力学,并建立了符合该渗滤液的反应动力学模型。     

Mn/γ-Al2O3催化剂的制备及头孢合成废水的催化臭氧氧化法深度处理

对Mn/γ-Al₂O₃催化剂的制备条件及头孢合成废水的催化臭氧氧化法深度处理工艺条件进行了优化。实验结果表明：以Mn（NO₃）₂溶液为浸渍液，Mn/γ-Al₂O₃催化剂的最优制备条件为浸渍液浓度0.10 mol/L、浸渍时间9 h、焙烧温度400 ℃、焙烧时间2 h;在反应时间为30 min、废水pH为9.0、臭氧通量为4.6 mg/min、催化剂加入量为5 g/L的条件下，当进水COD、BOD₅、ρ（氨氮）和色度分别为220~250 mg/L，8~10 mg/L，10~12 mg/L和60~70倍时，出水COD、BOD₅、ρ（氨氮）和色度的平均去除率分别为53%，30%，33%和93%，出水水质满足GB 21904—2008《化学合成类制药工业水污染物排放标准》的要求。     

海上含聚污水电化学处理装置的优化

为解决传统电化学方法在含聚污水处理时电极板消耗严重、絮渣量大的问题,通过改进电极板材料、组合数及结构等,研究适度降解-除油一体化电化学技术,在降低渣泥量的同时保证处理效果。实验结果表明:最佳电极板组合为"网状惰性金属复合物极板(阳)-网状铝极板(阴)-网状铝极板(阴)-网状惰性金属复合物极板(阳)";在电解电流为4.0 A、极板间距为8.0 cm、面体比(电极板面积与处理污水量的比值)为2/17 cm~2/mL、电解时间为30 min的最佳处理条件下,几乎无絮渣产出,含聚污水的浊度去除率为93.3%、聚合物降解率为92.0%、除油率为95.0%,展现了优良的处理效果。     

臭氧氧化法降解聚氯乙烯离心母液废水中3种有机物

以聚氯乙烯离心母液废水中含量较高的3种有机物(聚乙烯醇、异辛醇和α-甲基苯乙烯)作为目标物,考察臭氧氧化工艺对3种有机物的去除效果,同时考察反应时间、臭氧投加量和初始pH对处理效果的影响。实验结果表明,臭氧氧化处理3种废水的最佳反应时间和臭氧投加量分别为:聚乙烯醇25 min,136 mg/L;异辛醇60min,312 mg/L;α-甲基苯乙烯60 min,32 mg/L。在此条件下,3种有机物的去除率分别为98%、85%和95%。此外,碱性条件有助于臭氧氧化工艺对3种有机物的降解。产物分析结果表明,经臭氧氧化,聚乙烯醇断链后进一步反应生成了草酸单乙酯,异辛醇和α-甲基苯乙烯分别生成了和苯乙酮。     

垃圾渗滤液中典型内分泌干扰物质(EDCs)细胞毒性分析

垃圾渗滤液的人类健康风险评估日益受到人们重视,也成为研究热点。本文采用一种新型高级氧化技术UV-Fenton处理渗滤液,并用人体乳腺癌细胞(MCF-7)评估处理过程中渗滤液原液以及渗滤液中典型内分泌干扰物质(EDCs)的细胞毒性,对垃圾渗滤液中EDCs的细胞毒性和变化规律进行了研究。结果表明渗滤液中的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、双酚A(BPA)、壬基酚(NP)是产生细胞毒性的主要物质,其毒性大小为DBPBPANP。在同样的氧化降解过程中显示出不同毒性变化规律,通过GC-MS分析,结果显示UV-Fenton过程中产生了大量的中间产物,这也是引起毒性变化的主要原因。实验结果也说明垃圾渗滤液细胞毒性可以通过UV-Fenton过程有效去除。     

PbO_2复合电极预处理甲苯二胺废水

通过涂覆—热分解法与电沉积法制备了β-PbO_2/α-PbO_2/SnO_2-Sb2O3/Ti复合电极(PbO_2复合电极),采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、线性极化法(LSV)和加速寿命试验对电极进行表征。将PbO_2复合电极用于处理甲苯二胺(TDA)废水,考察了电解质浓度、电流密度对TDA降解效果的影响。实验结果表明:α-PbO_2呈梭状,β-PbO_2呈花菜状,多层结构的PbO_2电极利于提高电极的稳定性和活性;PbO_2复合电极的析氧电位(1.9 V)明显高于TDA的氧化电位(1.28 V),其使用寿命长达486 d;在电流密度为60 m A/cm2、Na2SO4质量浓度为10 g/L、电解时间为240 min的条件下,对COD为4 791.74 mg/L、TDA质量浓度为486.4mg/L的废水进行处理,TDA去除率高达97.3%,COD去除率可达88.1%。     

钛基IrO2-SnO2电极在烟气海水脱硫恢复系统中的应用

采用浸渍-热分解法制备了含IrOx-TiO2中间层的IrO2-SnO2电极,得到的电极具有较高的析氯电催化活性和较强的稳定性,并通过电化学氧化法对Na2SO3海水脱硫模拟液进行处理,考察了电流密度、温度、pH值和电解时间等电解工艺参数对Na2SO3去除率和化学需氧量COD的影响。结果表明,在电流密度为200 mA/cm^2,pH值为3.5,电解440 mg/L的Na2SO3海水脱硫模拟液,15 min时Na2SO3去除率可达96.5%,COD去除率可达82.6%。     

改性氧化铝微波诱导催化氧化处理高浓度苯酚废水的研究

采用微波诱导催化氧化技术，以改性氧化铝为催化剂，对高浓度模拟苯酚废水进行氧化处理。考察了微波功率、催化剂投加量、H202投加量、废水pH值和微波反应时间等因素对苯酚去除效果的影响。实验结果表明，处理30mL质量浓度为1 100mg/L的苯酚模拟废水，在微波功率500W，催化剂加入量1 g(液固比30∶1)，30％双氧水...     

催化湿式氧化预处理造纸黑液

采用连续式固定床反应器,利用自制稀土类复合金属氧化物催化剂对草浆造纸黑液进行了催化湿式氧化(CWAO)预处理研究.通过正交实验确定了最佳工艺条件为:进水COD 40 800 mg/L,空速0.8h-1,反应温度260℃,反应压力6.5 MPa.在此最佳条件下进行实验,COD去除率达90％.经CWAO工艺处理后,草浆造纸...