石墨烯三维电极-电Fenton系统降解甲基橙

将三维电极和电Fenton系统结合电催化氧化降解甲基橙废水.制备了Fe₃O₄负载的氧化石墨烯粒子电极GO@Fe₃O₄（GF）和球形凝胶结构SA/GO@Fe₃O₄（SGF）粒子电极,对两种粒子电极进行了表征,探讨了三维电极-电Fenton（3D-EF）系统电催化氧化性能的影响因素,并进行了反应动力学分析,结合Box-Benhnken中心复合响应面设计建立响应面二次多元回归方程模型;采用紫外可见光谱和GC-MS技术研究甲基橙降解过程.结果表明,SGF粒子电极表面形成三维网络状褶皱结构.在初始pH=5,粒子电极投加量3.0g/L,反应时间90min,电流密度30mA/cm²,外加电压7V的反应条件下,SGF粒子电极体系的甲基橙色度和COD去除率分别是98.8%和87.5%,均高于GF粒子电极体系的甲基橙色度去除率87.2%和COD去除率71.2%.响应面模型预测的反应条件和甲基橙色度去除率和实验结果吻合.推测甲基橙降解过程分为3个阶段：断键氧化过程、开环过程和完全氧化过程.     

石墨烯三维电极-电Fenton系统降解甲基橙

将三维电极和电Fenton系统结合电催化氧化降解甲基橙废水.制备了Fe₃O₄负载的氧化石墨烯粒子电极GO@Fe₃O₄（GF）和球形凝胶结构SA/GO@Fe₃O₄（SGF）粒子电极,对两种粒子电极进行了表征,探讨了三维电极-电Fenton（3D-EF）系统电催化氧化性能的影响因素,并进行了反应动力学分析,结合Box-Benhnken中心复合响应面设计建立响应面二次多元回归方程模型;采用紫外可见光谱和GC-MS技术研究甲基橙降解过程.结果表明,SGF粒子电极表面形成三维网络状褶皱结构.在初始pH=5,粒子电极投加量3.0g/L,反应时间90min,电流密度30mA/cm²,外加电压7V的反应条件下,SGF粒子电极体系的甲基橙色度和COD去除率分别是98.8%和87.5%,均高于GF粒子电极体系的甲基橙色度去除率87.2%和COD去除率71.2%.响应面模型预测的反应条件和甲基橙色度去除率和实验结果吻合.推测甲基橙降解过程分为3个阶段：断键氧化过程、开环过程和完全氧化过程.     

活性炭负载纳米TiO_2电催化氧化处理染料废水

用溶胶凝胶—动态吸附法制备颗粒活性炭(GAC)负载纳米二氧化钛(TiO2)催化剂,以甲基橙的脱色率为考察指标,研究TiO2/GAC电催化反应体系对甲基橙染料废水的电催化氧化性能。实验结果表明,在甲基橙废水pH为4,TiO2/GAC催化剂用量为0.5g,Fe2+浓度为250mg/L,电解电压为16V时,电催化氧化30min的条件下,甲基橙脱色率达99.2%,COD去除率达93.1%。     

磺化酞菁钴光催化降解甲基橙染料的试验研究

针对难降解的偶氮染料废水,在以磺化酞菁钴CoPcS为催化剂的情况下,实验研究了催化剂浓度、光照强度、温度、甲基橙初始浓度对降解效果的影响。结果表明:当催化剂CoPcS浓度0.2 g/L,光照强度250 W,温度40℃,pH=1,甲基橙10 mg/L时,在30 min内,甲基橙的降解率高达98.06%。最佳试验条件:pH值为1,催化剂浓度0.2 g/L,甲基橙初始浓度15 mg/L,温度40℃。影响因素主次为:pH值〉甲基橙初始浓度〉温度〉催化剂浓度,该反应符合零级反应动力学方程。     

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.     

二氧化钛悬浆体系太阳光催化降解甲基橙研究

利用太阳光作为光源，采用二氧化钛悬浆体系，考察了甲基橙溶液光催化降解反应中影响反应速度的相关因素．实验结果表明，太阳光强度、二氧化钛的投加量、反应器的Ａ／Ｖ值、溶液的初始浓度是影响反应速率的重要因素．在平均照度为９２６００ｌｘ的晴天，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液，初始ｐＨ为３８８，反应器Ａ／Ｖ值为３６ｍ－１时，光照２ｈ后色度去除率达９０％以上，４ｈ后ＴＯＣ去除率接近７０％．实验结果证明了非聚焦开放式反应器构型和二氧化钛悬浆体系能很好地利用太阳能、有效地完成对甲基橙的脱色和有机碳的去除．各因素与甲基橙脱色速率的关系将作为进一步设计反应器的重要参数．     

混凝-电凝聚法处理三次采油废水的研究

进行了混凝-电凝聚法处理大庆油田三次采油废水的实验研究,考察了极板材料、混凝剂加量、电流密度、pH值、转速、反应时间对COD去除率的影响,并对去除机理进行了初步探讨。结果表明:COD去除率达到80%,达到国家回注标准。     

基于ANN的SBBR-CRI处理模拟生活污水及其仿真研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR)与人工快速渗滤系统(CRI)工艺结合对模拟生活污水进行处理,由于该工艺影响因素与出水参数的复杂非线性关系,利用人工神经网络(ANN)对SBBR-CRI处理生活污水的过程进行仿真模拟.在MATLAB语言环境下,以DO、淹没时间/落干时间、曝气时间/停曝时间、进水COD、进水NH4+-N、进水TP为输入因素,出水COD、NH4+-N、TN和TP为输出因素,构建具有自适应学习规则的人工神经网络.结合最优网络运行参数:隐含层节点数6,初始学习率0.13,动量因子0.6,训练次数6000次,对样本仿真学习,预测值与实际值拟合度较好,样本的绝对平均误差率在7.5%之内,均方根误差均在0.085之内.结果表明,当DO为2mg/L,曝气时间/停曝时间为2/1,淹没时间/落干时间为1/3时,NH4+-N去除率能达到98%以上,TN和TP去除率85%以上,COD去除率94%以上.通过权重分析,进水NH4+-N、DO和进水TP对出水参数影响较大.     

低溶氧 A／O 磁生化法污水处理新工艺中试研究

采用改良型的A2／O工艺试验装置进行试验,在水力停留时间为12 h、溶解氧浓度为0．5～0．8 mg／L的条件下,考察了投加改性的磁性药剂前后进、出水各污染物的变化情况。结果表明,投加改性的磁性药剂前后, COD、NH 3－N、TN、TP的平均去除率分别为68％与81％、55％与80％、51％与69％、44％与70％,较投加改性的磁性药剂前,去除率分别提高了19％、45％、35％、59％。中试结果证明,该改性的磁性药剂可以提高反应池对上述污染物的去除效果,应用前景较好。     

Nitrogen removal influence factors in A/O process and decision trees for nitrification/denitrification system

In order to improve nitrogen removal in anoxic/oxic(NO) process effectively for treating domestic wastewaters, the influence factors, DO( dissolved oxygen), nitrate recirculation, sludge recycle, SRT( solids residence time), influent COD/TN and HRT( hydraulic retention time) were studied. Results indicated that it was possible to increase nitrogen removal by using corresponding control strategies,such as, adjusting the DO set point according “to effluent ammonia concentration; manipulating nitrate recirculation flow according to nitrate concentration at the end of anoxic zone. Based on the experiments results, a knowledge-based approach for supervision of the nitrogen removal problems was considered, and decision trees for diagnosing nitrification and denitrification problems were built and successfully applied to NO process.     

微电解-电/Fenton-曝气池工艺预处理高浓度亚麻废水

高浓度亚麻废水不宜直接进行生化处理。试验采用"Fe-C柱微电解-电/Fenton-曝气池"工艺对其进行预处理,即先采用Fe/C微电解,然后基于Fe2+的生成几乎同步引入电/Fenton反应,之后再调节流出液pH至碱性并鼓入空气以除去部分NH3-N。相应优化工艺条件为:Fe/C柱微电解时mFe/mC为2:1,废水停留时间为1.5 h;电/Fenton时双氧水(30%)滴加速度为0.025 mL/min;调节水样pH10并在空气流速为1.5 L/min的条件下空气吹脱1.5 h。采用该工艺预处理高浓度亚麻废水后,出水几乎为无色;固体悬浮物的去除率可达94.2%,NH3-N去除率可达71.4%,COD去除率可达51.8%,BOD5去除率可达28.3%,为后续生化深度处理创造了有利条件;BOD5/COD值由原来的0.12上升至0.19,废水的可生化性得到较明显的改善。电/Fenton反应的处理效果好于普通的Fenton反应,其原因可能是由于电/Fenton既有"原位"的均相/非均相Fenton反应发生,又有在微电解电场协助下的"电催化Fenton"反应发生。     

氰化尾渣制备微电解填料及降解甲基橙研究

以氰化尾渣为原料,采用煤基直接还原工艺制备铁碳微电解填料,并将填料用于处理甲基橙等模拟废水.研究了焙烧温度、焙烧时间、煤用量等制备条件对填料降解甲基橙的影响.结果表明,在焙烧温度为1250℃,焙烧时间为60min,煤用量为30%的条件下制备的微电解填料对甲基橙废水的脱色效果最好.提高填料用量和降低溶液初始pH值有利于去除甲基橙.用于处理400mL浓度为100mg/L的甲基橙溶液,在填料用量为2g,溶液初始pH值在3~6的范围内,当降解时间为30min时,甲基橙脱色率均接近100%.XRD分析表明,最佳条件下制备的填料中主要结晶物相为零价铁.SEM显示填料中的零价铁颗粒粒度均在50μm以下,零价铁与残碳构成微电解填料.     

电化催化氧化处理酸性蒽醌绿2Ж废水

文章采用RuO2-Ti板作为阳极,不锈钢板为阴极,研究了pH值、电解质种类及浓度、电压、电解时间与通电方式对酸性蒽醌绿2Ж模拟染料废水电催化氧化效果,结果表明处理酸性蒽醌绿2Ж模拟染料废水的最佳电催化氧化条件为槽电压10V、初始pH值为4、NaCl浓度为2.0g/L;在此条件下连续电解50min,COD去除率和脱色率分别为61.46%和83.14%。文章首次提出脉冲电催化氧化方式,研究表明脉冲电催化氧化可以明显提高能量效率和电流效率,降低处理成本。     

平板构型太阳光催化反应系统中甲基橙降解脱色研究

利用太阳光作为光源，采用自制的非聚焦开放式平板构型光催化反应装置和二氧化钛悬浆体系，以甲基橙溶液光催化脱色为依据，考虑了不同催化剂投加量、溶液初始浓度、ＵＶ辐射强度及体系流量等因素条件下，反应系统的运行情况．实验结果表明，自制的平板式太阳光反应系统能够很好的利用太阳光，在较广泛的运行条件下均能达到较高的去污效果．本实验的最佳运行条件为：平均ＵＶ光照强度２６９３Ｗ／ｍ２的晴天，ＴｉＯ２催化剂投加量１ｇ／Ｌ，系统循环流量１６００Ｌ／ｈ，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液１５Ｌ，光照１ｈ色度去除率达８３６％以上，光照２ｈ达９７９％．     

微波协同活性炭处理甲基橙废水的研究

以粉末活性炭为催化剂,建立了微波协同氧化工艺,对模拟甲基橙废水进行处理。微波协同氧化、活性炭吸附和单纯微波辐射3种不同工艺的对比实验表明,微波诱导氧化工艺具有明显的优越性．考察了甲基橙浓度、微波功率、辐射时间、活性炭用量对甲基橙去除率的影响。在甲基橙质量浓度为305mg／L、微波功率580W、辐射时间10min、活性炭用量1．2g/L的条件下,甲基橙色度去除率为99．63％,COD的去除率为95．8％。     

基于升流式厌氧污泥床反应器的微生物燃料电池的研究

构建了一种基于升流式厌氧污泥床反应器（UASB）的微生物燃料电池（MFCs）,利用UASB高效去除COD能力及连续进样方式,获得稳定电能输出。考察了水力停留时间、进液方式、电极材料、离子交换膜种类、溶液离子强度等因素对于MFCs性能的影响。实验结果表明：在水力停留时间6h、连续进液、高纯石墨板电极以及均相阳离子交换膜条件下,连续运行3个月,放电功率稳定在145mW／m^2,开路电压0．78V,放电电流最高可达321mA／m^2。     

基因工程菌生物强化MBR工艺处理阿特拉津试验研究

以生活污水为共基质,考察了基因工程菌在MBR和活性污泥反应器中对阿特拉津的生物强化处理效果,以及生物强化处理对污泥性状的影响.结果表明,基因工程菌在MBR中对阿特拉津具有很好的生物强化处理效果,阿特拉津平均出水浓度为0.84 mg/L,平均去除率为95%,最大去除负荷可以达到70 mg/(L·d).生物强化的MBR对生活污水中COD的平均去除率为71%,COD平均出水浓度65 mg/L,COD容积负荷增加对COD去除效果有一定影响;对生活污水中的氨氮具有很好的去除效果,氨氮平均出水浓度为1.1 mg/L,平均去除率为97%,最大氨氮去除负荷为143 mg/(L·d).与普通MBR污泥相比,生物强化MBR污泥的硝化活性和亚硝化活性略高,碳氧化活性略低,因此表现出氨氮处理效果很好,COD处理效果略差.阿特拉津的存在会对污泥性状产生影响,可能是造成污泥碳氧化活性低的原因.     

厌氧反应器与好氧MBR组合工艺中HRT对有机物去除效果的影响

为探讨水力停留时间(HRT)对厌氧反应器与好氧MBR组合工艺处理效果的影响,以印染废水为研究对象,进行了实验室研究.结果表明,在溶解氧(DO)浓度为1.8～2.6 mg/L的条件下,HRT为7.5、4.5和2.5 h时,反应器对COD的去除效率分别为88.7%～96.5%、87.3%～97.2%和81%～92%,出水COD的浓度分别为78.9～51.2、81.6～50.8、93.4～65.8 mg/L.试验同时考察了不同HRT条件下,活性污泥浓度(MLSS)对COD去除率的影响.结果表明,在试验条件下,本工艺中一体化膜生物反应器中最佳污泥浓度应控制在6 500 mg/L左右.     

一体化厌氧氨氧化工艺处理垃圾渗滤液的性能研究

以垃圾渗滤液为研究对象,研究UASB-除碳-一体化ANAMMOX工艺的除碳脱氮特性.结果表明:该工艺可实现高效除碳脱氮;在进水COD浓度6210~16365mg/L?TN浓度为990~2100mg/L时工艺出水COD浓度最低为655mg/L,出水TN浓度最低为39.9mg/L.进水中的可降解COD主要在UASB和除碳池中去除(分别为59%和31%),进入到一体化ANAMMOX池中的多为惰性有机物质;TN的去除在除碳池和一体化ANAMMOX池中进行,其中除碳池中TN去除量占工艺TN去除量的53%,主要通过同步硝化反硝化去除;ANAMMOX池中TN去除46%,主要通过AOB和AnAOB的协同作用实现.当除碳池出水含可降解有机物时,对后续一体化ANAMMOX池的自养脱氮抑制严重;充分降解除碳池中的可降解有机物是影响系统脱氮效率的关键因素.     

Treatment of 2-phenylamino-3-methyl-6-di-n-butylaminofluoran production effluent by combination of biological treatments and Fenton’s oxidation

High strength refractory organic stream is produced during the production of 2-phenylamino-3-methyl-6-di-n-butylaminofluoran (One Dye Black 2,abbr.ODB 2),a novel heat-sensitive material with a promising market.In this study,a combination of acidification- precipitation,primary biological treatment,Fenton's oxidation and another biological treatment was successfully used for the removal of COD from 18000-25000 mg/L to below 200 mg/L from the ODB 2 production wastewater in a pilot experiment.A COD removal of 70%-80% was achieved by acidification-precipitation under a pH of 2.5-3.0.The first step biodegradation permitted an average COD removal of 70% under an hydraulic residence time (HRT) of 30 h.By batch tests,the optimum conditions of Fenton's oxidation were acquired as:Fe~(2 ) dose 6.0 mmol/L;H_2O_2 dose 3000 mg/L;and reaction time 6 h.The second step biological treatment could ensure an effluent COD below 200 mg/L under an HRT of 10 h following the Fenton's treatment.