DBD反应器关键操作参数对2,4-二氯酚去除的影响

采用同轴喷雾式介质阻挡放电(DBD)反应器处理2,4-二氯酚(2,4-DCP)模拟废水,考察了水质、废水流量、载气流量、放电频率等关键操作参数对2,4-DCP去除的影响。自来水中的CO₃^2-/HCO₃^-能够中和生成的硝酸/亚硝酸(载气含N₂),同时也能清除放电过程中产生的自由基,因而不利于2,4-DCP的去除。在DBD反应器的操作参数中,载气流量对于活性组分的产生及气相到液相的传质有显著影响,是最为关键的操作参数。反应器操作参数的变化会影响放电过程。同轴式反应器和废水雾化对污染物的矿化有利。在废水流量50 mL/min、载气流量15 L/min、放电频率17 kHz的最佳条件下处理60 min,2,4-DCP和TOC的去除率分别为69.77%和31.85%。     

pH值对纳米零价铁吸附降解2,4-二氯苯酚的影响

在不同pH条件下,对纳米铁(颗粒粒径为30～40 nm)及其降解2,4-二氯苯酚反应体系进行取样,并进行透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜-能谱联用(SEM-EDX)以及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等形貌观测与分析表征,以考察pH值在纳米零价铁降解氯酚反应过程中的影响和作用.结果表明,在降解2,4-二氯苯酚的过程中纳米铁由分散的颗粒逐渐团聚,其表面逐渐氧化,并最终被呈针状结晶的碱式氧化亚铁(FeOOH)覆盖,从而阻碍了降解反应的进一步进行.在酸性体系中,纳米零价铁的氧化和团聚现象有所缓解,尽管会造成一部分铁量的损失,但反应产生大量的亚铁离子参与并促进了脱氯降解反应的进行,反应过程中溶液pH值有逐渐升高的趋势.不同pH条件下,纳米铁对氯酚的去除率随pH值的降低而升高,酸性条件有利于提高氯酚的还原降解速率,当pH=3时,24 h内氯酚的去除率可达到90%以上.     

Persistence and mobility of 2,4-D in unsaturated soil zone under winter wheat crop in sub-tropical region of India

The present study was undertaken to determine the persistence and mobility of 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D) in unsaturated soil zone under real field conditions for the wheat crop in Roorkee, India. Three experimental plots were chosen in the agricultural field itself to represent the real field conditions in the study area and the potential movement and persistence of herbicide 2,4-D was investigated under three different irrigation treatments. The presence of herbicide along with soil water content was determined in soil at different depths at a temporal scale. The movement of the herbicide was also simulated numerically by solving the coupled soil water content movement and mass transport equations using HYDRUS-1D. The measured soil water content trends and the 2,4-D concentration profiles showed a good agreement with the numerically simulated results. The maximum effect of the herbicide was primarily retained up to 15 cm of the soil profile. The current existing dosage of 0.5 kg ha⁻¹ of pesticide was found to be safe to avoid soil contamination as no residue of 2,4-D was traced at the end of the wheat crop season in any of the plots. Higher concentrations of 2,4-D were also simulated numerically and the simulated results showed that the safe dosage of pesticide application would depend on irrigation treatments.     

含钛高炉渣制光催化剂降解水中2,4-二氯酚的研究

以攀钢含钛高炉渣为原料制备了光催化剂,并将其用于降解水中2,4-二氯酚,研究了光催化剂投加量、光照强度、反应物浓度、反应时间对2,4-二氯酚降解率的影响。结果表明:高炉渣制光催化剂对2,4-二氯酚具有良好的光催化效果,在催化剂投加量为0.3g/L,光照时间为2h的条件下,浓度为50mg/L的2,4-二氯酚的降解率达到了77.1%。通过反应的动力学分析,确立出高炉渣制光催化剂对水中2,4-二氯酚的降解反应为一级反应。对2,4-二氯酚的光催化降解产物进行分析发现,苯环上的C—Cl键被光催化剂产生的羟自由基·OH氧化断裂,氯取代基成为游离Cl-存在于溶液中,2,4-二氯酚被·OH降解生成中间小分子有机产物,这些小分子有机物再进一步被光催化降解。     

悬浮泥沙对酚类化合物的吸附特性研究

研究了4种分别取自长江口和杭州湾的悬浮泥沙样品对苯酚、邻氯酚和2,4-二氯酚的吸附特性.结果表明,在12 h内可以达到对酚类化合物的吸附平衡,对苯酚的吸附量小,且不同样品间无显著差别,样品对酚类化合物吸附量随着酚类化合物氯化程度的提高而增大,与样品粒径分布、比表面积、有机物含量有关.在酚类化合物初始浓度＜2.0 mg/L时,样品对酚类化合物的等温吸附可以用Freundlich吸附等温式来表征,计算得到吸附常数Koc分别为622～1 410、3 287～3 707、6 444～8 787.挥发酚国家二级排放标准限定浓度为0.5 mg/L以下,此浓度下水体中悬浮泥沙能够有效吸附挥发酚,但高盐度不利于酚类化合物的吸附.     

碳源变化对降解2,4-D的好氧颗粒污泥性能及形态的影响

在长期运行的序批式生物反应器(SBR)中,考察了以葡萄糖和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为混合碳源培养的好氧颗粒污泥在转换为2,4-D唯一碳源废水后,其形态、结构及对目标污染物去除功能的变化.结果表明,基质转换为2,4-D单一碳源后,好氧颗粒污泥仍保持了对目标污染物高效的去除能力.当进水2,4-D浓度为361～564mg/L,其去除率为99.2%～100%,COD平均去除率达到85.6%.混合碳源向2,4-D单一碳源转换对原好氧颗粒结构产生一定破坏作用,使其发生部分解体,粒径由513μm下降到302μm.但好氧颗粒污泥良好的耐负荷冲击使其保持了颗粒主体,通过一段时间适应调整后能够重新聚集生长,最终获得能够利用2,4-D为唯一碳源生长并具有良好沉降性(SVI20～40mL/g)的好氧颗粒污泥,粒径为489μm.扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明,混合碳源转向单一碳源使好氧颗粒生物相丰富度降低.     

EDTA优化纳米Pd/Fe对2,4-D的催化脱氯研究

采用EDTA优化纳米Pd/Fe催化脱氯水中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),并考察了EDTA投加浓度、pH、钯化率、温度等因素对2,4-D还原的影响.结果表明,EDTA的加入络合了纳米Pd/Fe在催化脱氯过程中生成的铁离子,抑制纳米Pd/Fe颗粒表面钝化层的形成,提高了体系的反应活性.适宜的EDTA浓度、低pH、高钯化率、低温等有利于2,4-D的还原脱氯.当EDTA浓度为25.0 mmol·L-1,纳米铁含量为1.0 g·L-1,初始pH=4.3、钯化率为0.5%,温度为25.0℃,搅拌速率为200 r·min~(-1)时,反应50 min,10.0 mg·L-1的2,4-D去除率及苯氧乙酸(PA)生成率均达到100%.     

还原脱氯-生物联合降解2,4-二氯苯氧乙酸

采用Pd/Fe双金属对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)进行催化还原脱氯,以活性污泥对2,4-D脱氯产物进行生物氧化,考察初始pH、活性污泥量、污染物初始浓度、温度等因素对生物氧化的影响情况.通过PCR-变性梯度凝胶电泳分析污泥体系菌群变化情况,高效液相色谱测定来推测目标污染物的降解过程.结果表明:1 Pd/Fe双金属可有效还原2,4-D,其主要先还原为2-氯苯氧乙酸(2-CPA),最终顺序脱氯为苯氧乙酸(PA).2 2,4-D具有较大生物毒性,其脱氯产物毒性下降,更易被生物降解.3 pH=7、污泥量50 mL/200 mL、适量的初始PA浓度(14.6 mg·L-1)和30℃均有利于PA的去除.在该条件下反应96 h,PA去除率可达84.3%.     

The effects of triclopyr on 2,4‐D mineralization in two soils

Abstract

The effects of the herbicide triclopyr (3,5,6‐trichloro‐2‐pyridinyloxyacetic acid) on the mineralization of 2,4‐D (2,4‐dichlorophenoyxacetic acid) in two soils which differed in their histories of prior exposure to the two herbicides were investigated. The relative effects of triclopyr on 2,4‐D mineralization and most probable numbers of 2,4‐D degraders were dependent upon the soil. Triclopyr was shown to increase 2,4‐D mineralization rates in a soil which had been exposed to both 2,4‐D and triclopyr, but decreased the mineralization rate of 2,4‐D and inhibited the increase of most probable numbers of 2,4‐D degraders in a soil that had not been directly exposed to either herbicide.     

Fe-MCM-41催化氧化2,4-二氯苯氧乙酸

采用水热法合成了Fe-MCM-41中孔分子筛,紫外、红外及XRD表征显示铁离子已进入中孔分子筛骨架。以H2O2为氧化剂形成类Fenton试剂,实验结果表明,在催化剂加入量为1 g/L、H2O2体积分数为6%、pH为4、反应时间为10h、反应温度为35℃的条件下,处理质量浓度为50 mg/L的2,4-D废水的降解率达94.95%。宏观动力学研究显示,该反应近似为一级反应,反应速率常数、表观活化能分别为0.21667 min-1和26.65 kJ/mol。