上流式生物电化学系统深化处理2-氯硝基苯废水

构建了多组上流式生物电化学反应系统(up-flow bio-electrochemical system,简称UBES),研究了UBES降解2-氯硝基苯(2-CNB)废水的特性,探究了2-CNB在UBES中降解的影响因素和降解途径.实验结果表明:在一定范围内增大外加电压,2-CNB在UBES系统中降解速率与电压值呈正相关,当外加电压超过某一范围时,2-CNB降解速率下降.中性条件下,当2-CNB初始浓度为20 mg·L~(-1),外加电压为1.4 V反应30 h后,2-CNB的降解率达到99.61%;采用HPLC、HPLC/MS、HPLC/MS/MS及IC技术,分析了2-CNB降解24 h的中间产物,结果表明:2-CNB在降解过程中将产生苯胺、2-氯苯酚、苯二酚、2-氯苯胺、2-氯亚硝基苯、2-氯羟基苯胺、正己酸、丁二酸等中间产物,部分Cl元素和N元素分别转化为Cl~-和NO~-_3.2-CNB在UBES系统中降解包含阴极还原、阳极氧化两种降解途径.     

基质COD浓度对单室微生物电解池产甲烷的影响

单室微生物电解池(microbial electrolysis cells,MEC)产甲烷过程中,底物COD浓度可同时影响阳极和阴极微生物的活性.为了探究COD浓度的影响,构建生物阴极型单室MEC,比较COD为700、1 000、1 350 mg·L-1情形下产甲烷速率和COD去除量随外加电压的变化规律,并计算MEC的能量效益.结果表明,随着COD的增加,产甲烷速率和COD去除量均呈增大趋势.随着外加电压的升高(0.3~0.7 V),低COD条件下MEC的产甲烷速率呈增大趋势,而在中、高COD条件下,产甲烷速率随着外加电压的升高先增大后减小;COD去除量的变化规律与产甲烷速率一致.当外加电压为0.5 V时,阴极电势降至最低值(-0.694±0.001)V,有利于产甲烷菌的富集,从而获得最高的产甲烷速率和能量回收率(约42.8%).COD浓度1 000mg·L-1和外加电压0.5 V时,MEC可获得最大的能量收益0.44 k J±0.09 k J(约1 450 k J·m-3).最终结果表明,MEC可利用低浓度COD废水生产甲烷,并且可获得正的能量效益,这为废水中化学能量的回收利用提供了新的研究思路.     

超临界水氧化法降解甲胺磷的研究

实验研究了典型有机磷农药甲胺磷在超临界水中的氧化降解.结果表明,超临界水氧化技术能有效地降解甲胺磷,COD去除率最高可达97%以上.随着反应温度的升高、压力的增大、停留时间的延长和初始废水浓度的增大,COD去除率也随之提高.甲胺磷在超临界水中氧化降解的动力学方程为:-d[COD]/dτ=8.69×105exp(-9.61×104/RT)1.09[O2]0-0.38.     

絮凝-电化学氧化协同工艺处理兰炭废水

采用絮凝-电化学氧化协同工艺处理兰炭废水,探究了反应过程中絮凝剂投加量、反应时间、初始pH值、外加电压以及Na Cl添加量对化学需氧量(COD)和氨氮(NH₃-N)去除的影响及絮凝-电化学氧化协同作用机制.结果表明,随着絮凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)投加量和外加电压的增加,兰炭废水中COD和NH₃-N的去除率逐渐升高.当PAFC投加量为50g/L、电压6V、反应时间4h,初始pH=9,NaCl添加量30g/L时,COD和NH₃-N去除率分别为82.37%和100%,更换极板进行二次电解COD去除率可达100%.兰炭废水中有机污染物主要是苯酚类、醇类和酰胺类物质,处理后酚类物质含量大幅减少,酮类、醇类和酸类物质相对占比有所增加.絮凝-电化学氧化过程中,PAFC既是絮凝剂又是Cl^-的提供者,其水解产生的Cl^-与Na Cl引入的Cl^-在电场作用下向阳极定向迁移.阳极表面发生氧化反应产生的有效氯(Cl₂/ClO^-)将兰炭...     

活化过硫酸盐对2-巯基苯并噻唑污染含水层的氧化修复效果与机理

利用活化过硫酸盐(Persulfate,PS)对模拟含水层中的2-巯基苯并噻唑(2-Mercaptobenzothiazole,MBT)进行了原位氧化降解实验研究,并考察了多种不同条件下的处理效果,明确了介质含量、地下水组分、修复试剂投加量及环境条件等因素的影响.同时,采用多种分析手段对MBT降解产物进行了识别和定量并进行了物料衡算,初步探讨了地下水中MBT原位降解的机理.结果表明,在MBT初始浓度为0.12 mmol·L^-1、PS浓度为1.0～1.3 mmol·L^-1、Fe²⁺浓度为0.05～0.4 mmol·L^-1、多孔介质(粗砂)量为10～50 g、pH为3～9且温度为25～50℃的条件下,反应6 h后MBT去除率达到90%以上,Fe²⁺/PS体系可以在模拟的地下环境中有效降解MBT.模拟含水层多孔介质对MBT具有一定的吸附作用,适度增加PS和Fe²⁺剂量均能有效提高MBT去除速率.初始pH值越高,MBT去除率越低;反应温度越高,MBT去除率越高.地...     

两种高级氧化法处理丙烯腈生产废水的对比研究

采用以Ti/SnO2+金属铁为组合阳极的铁促双电极电化学氧化法和Fenton氧化法对丙烯腈生产废水进行了处理.对比了2种方法的处理效果,考察了诸多因子对处理效果的影响及反应过程的规律.结果表明,在外加相同量H2O2条件下,铁促双电极氧化法的COD去除率比Fenton氧化法可提高约30%～35%,且可获得超过90%的色度去除率;但当H2O2初始剂量小于1700mg·L-1时Fenton试剂氧化法处理后的废水色度反而增加.外加H2O2剂量的增加强化了Fenton氧化过程,使2种方法COD去除率均随之增加.当外加H2O2初始浓度为2200mg·L-1、电压为4.0V、反应时间为180min时,双电极电化学氧化法的COD去除率达75%.2种氧化反应过程中,H2O2浓度下降速率很快,反应60min(电化学)和30min(Feuton)时几乎均被耗尽.铁阳极通电时间对铁促双电极电化学氧化法的COD去除率和电流效率影响显著.铁促双电极氧化法(外加H2O2)对丙烯腈生产废水处理效果明显优于Fenton+铁促双电极氧化法(无外加H2O2),表明前者在有机废水处理领域有较好的应用潜力.     

不同外电压下自养型生物阴极还原硫酸盐的性能及生物膜群落响应

微生物电解系统(microbial electrolysis system,MES)生物阴极还原去除环境污染物的过程中,外加电压的大小可显著影响其性能,阴极生物膜作为去除污染物的关键因子,其对外电压改变的响应尚属未知.本研究构建了双室MES,比较外电压为0.4、0.5、0.6、0.7和0.8 V情形下自养型生物阴极的硫酸盐还原特性及生物膜胞外聚合物和群落结构特征.结果表明,MES的输出电流、周期电荷量、COD去除量与外加电压(0.4~0.8 V)呈正相关关系;外加电压为0.4~0.8 V时,硫酸盐还原量随着电压的升高先升高后降低,在0.7 V时获得最大硫酸盐还原速率[78.9 g·(m3·d)-1]和最高S2-出水浓度(31.9 mg·L~(-1)±2.2 mg·L~(-1));MES的电子回收率最高值为41.8%,推测产氢可能是电子损失的一个途径.阴极生物膜的聚多糖和蛋白量随外电压的升高而增加,0.8 V电压下的生物量比0.4 V提高了70%.阴极生物膜群落结构分析发现,Proteobacteria在门水平分布中占主导,Desulfovibrio在属水平分布中占主导,Desulfovibrio的相对丰度并未随着外加电压的升高发生明显的波动,表明Desulfovibrio在利用阴极呼吸代谢方面具有独特的优势.种水平分析发现,Desulfovibrio magneticus RS-1和s_unclassified_g_Desulfovibrio随着外电压的改变呈现相反的变化趋势.     

优势菌降解橡胶工业有机废水的实验研究

用含M盐(2-硫醇基苯并噻唑)的橡胶工业有机废水驯化活性污泥,分离出8株高效优势菌,并初步鉴定到属.对8株菌种降解橡胶工业有机废水的效果进行了对比研究.结果表明:处理6 d后,各单菌株对橡胶工业有机废水的去除率均在55%以上,其中Y8的去除率达到82%.对复合菌降解橡胶工业有机废水的研究结果表明:温度为35 ℃,pH为8是复合菌降解的最佳条件.对废水稀释会导致碳源稀薄,降低降解率.多因素正交实验表明:降解该类废水的最佳条件是ρ(葡萄糖),ρ(尿素),菌量和转速分别为2 g/L,1.0 g/L,20%和80 r/min.      

电化学氧化法去除兰炭废水中COD和NH3-N

采用电氯化氧化法处理高浓度含有机污染物和氨氮的兰炭废水,考查了NaCl添加量、外加电压、初始pH值等对废水中化学需氧量（COD）和氨氮（NH₃-N）去除效果的影响,并对电化学氧化过程及污染物氧化机理进行深入分析.研究表明,随着NaCl添加量、外加电压及电解时间的增加,废水中COD与NH₃-N去除率逐渐增大.在NaCl添加量为60g/L、电压6V、极板间距10mm、废水初始pH值不变、电解时间3h的条件下,兰炭废水中COD和NH₃-N去除率分别为84.31%和95.77%,远高于不添加NaCl时的41.18%和34.10%.废水中COD和氨氮的降解主要归因于间接氧化,阳极反应产生的Cl₂水解生成具有强氧化性的ClO^-.电解过程中大部分NH₃-N在ClO^-的作用下转化为N₂,而小部分以含氮化合物的形式存在.兰炭废水中有机污染物主要以酚类物质为主,电化学处理后其含量大幅降低,部分会转化为醚类或者烷烃类物质.     

催化湿式共氧化降解内分泌干扰物双酚A的研究

以NaNO2为催化剂、2,4,6-三氯苯酚(TCP)为共氧化物质对内分泌干扰物双酚A(BPA)进行了催化湿式共氧化(CWCO)降解,研究发现,在NaNO2存在的条件下,TCP的加入极大地促进了BPA的降解:在170℃、0.5MPa氧气压力条件下反应6h后,催化湿式共氧化体系中COD去除率达到了71.2%,而BPA单独氧化降解时,COD去除率仅为24.7%.在此基础上考察了反应温度、氧气压力、反应时间、TCP浓度和NaNO2浓度对BPA降解效率的影响,筛选出了最优反应条件(170℃的反应温度、0.5MPa的氧气压力、6h的反应时间、0.5mmol/L BPA、0.5mmol/L TCP和0.1mmol/L NaNO2).在优化条件下,BPA和TCP去除率分别达到了100%和96.4%,同时反应后溶液的可生化性大大提高,BOD5/COD值从反应前的0.08增加到了0.95.另外,GC-MS结果表明,BPA和TCP降解的产物主要为小分子有机酸,分别是乙酸,2-甲基戊二酸,丁二酸,3-甲基己二酸,己三酸以及1-丙烯基-1,2,3-三羧酸.该共氧化技术为污染水体中BPA和TCP的同时去除提供了一种可能性.     

TiO2/AC催化臭氧氧化处理水中的苯酚

研究了单独臭氧氧化及以活性炭(AC)和负载二氧化钛的活性碳(TiO2/AC)为催化剂催化臭氧氧化处理水中苯酚的效果。考察了AC、TiO2/AC对苯酚的吸附特性及三种方法对苯酚的转化率及矿化率效果及其臭氧利用效率,并对氧化过程进行了动力学分析。实验结果表明:AC、TiO2/AC对苯酚的吸附均较好地符合Freundlich方程;催化臭氧氧化转化苯酚的效果高于单独臭氧氧化;TiO2/AC作催化剂有利于苯酚的最终矿化,同时提高了臭氧的利用效率;3种氧化反应均较好的符合二级动力学方程,TiO2/AC催化臭氧氧化苯酚的二级动力学常数为0.0001L/(mg.min),高于单独臭氧氧化0.00004L/(mg.min)和AC催化臭氧氧化0.00006L/(mg.min)。     

Biodegradation of oil wastewater by free and immobilized Yarrowia lipolytica W29

The ability of Yarrowia lipolytica W29 immobilized by calcium alginate to degrade oil and chemical oxygen demand(COD) was examined.The degradation rules of oil and COD by immobilized cells with the cell density of 6.65 × 106 CFU/mL degraded 2000 mg/L oil and 2000 mg/L COD within 50 h at 30℃(pH 7.0,150 r/min),similarly to those of free cells,and the degradation effciencies of oil and COD by immobilized cells were above 80%,respectively.The factors affecting oil and COD degradation by immobilized cells were i...     

复合材料BiOI/BiOCl的制备及可见光催化降解活性艳红X-3B

以乙二醇为溶剂,利用溶剂热方法制备了不同I/Cl比的BiOI/BiOCl可见光催化材料.同时,采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)和光致荧光光谱(PL)对所制备材料的晶相、元素价态和光学性质等进行了表征,并以活性艳红X-3B为目标化合物,研究了不同I/Cl比对X-3B光催化降解动力学的影响.分析结果表明,BiOI和BiOCl能够得到很好的复合,在可见光范围内有很好的吸收.降解实验结果表明,I/Cl摩尔比为9∶1时,复合材料对X-3B的可见光降解效率最高,一级反应动力学速率为0.0133 min-1;TOC和COD在3 h内分别降低28%和25%左右,证明能够对所选目标染料在一定程度上实现矿化;在光催化降解活性艳红X-3B过程中起主要作用的为光生空穴.此外,还对复合材料光催化性能提高机理进行了探索与推测.     

PTA高效降解菌制备与PTA废水生物处理研究

筛选出了4株对苯二甲酸(TA)的高效降解菌,利用诱变技术,使菌种的DNA结构发生突变,提高了菌种降解性能,并对优化后的菌种进行固定化包埋,形成高效菌对苯二甲酸(PTA)废水生物处理技术,处理负荷达到5kgCOD/m3·d以上。     

染料废水电催化氧化及降解动力学研究

以新型钛基二氧化铅电极为阳极、石墨为阴极、活性炭-纳米二氧化钛为催化粒子电极降解染料模拟废水酸性红B溶液,考察了槽电压、pH值、催化剂量等对处理效果的影响。实验结果表明:纳米二氧化钛催化剂的催化效果显著,该反应器能够有效的降解酸性红B,降解机制主要是电致H2O2、.OH对有机物的氧化、降解。同时用一级反应拟合了酸性红B溶液COD去除反应,由实验数据确定了反应动力学方程。     

BDD电极电化学氧化降解废乳化液

废乳化液是机械加工过程产生的一种高浓度有机废液,属于危险废物.通过实验研究了 BDD电极电化学氧化处理废乳化液的降解效果,考察了电流密度、电解质种类及浓度、初始pH值和反应温度对降解效率的影响.结果表明:BDD电极电化学氧化可有效降解废乳化液中的有机物,当采用Na2S2O8为电解质,电流密度超过60 mA/cm2时,降...     

MnO2@ Graphite电极类电Fenton降解有毒有机污染物

制备了二氧化锰复合石墨(MnO2@graphite)电极,通过XRD,TEM对电极材料进行表征,并通过电化学工作系统(循环伏安法,线性扫描伏安法,计时电量法)对MnO2@graphite电极的电催化机理进行了研究.以有机染料罗丹明B( RhodamineB,RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为对象,探讨了 p...     

滑动弧等离子体降解印染废水的影响研究

在电压为10kV,载气为O2,气体流速为0.4m3/h,废水流量为20mL/min,电极为不锈钢材料,电极间最窄距离处为3.5mm的条件下,采用气液滑动弧等离子体降解印染废水。结果表明:印染废水pH值为偏碱性和碱性时,CO32-分别主要以HCO3-、CO32-的形式存在,使COD的去除率降低,20min后,其值分别为76.42%和64.36%;pH值呈强酸性时,CO32-主要以H2CO3和CO2的形式存在,对COD的去除率不产生影响,20min后,其值达到92%。印染废水pH值为偏碱性和碱性时,HCO3-和CO32-的存在消耗了等离子体放电产生的羟基自由基。pH=3时,研究了印染废水的COD和TOC的降解动力学,降解符合一级动力学规律,其速率方程分别为ln(COD0/COD)=0.13090t,ln(TOC0/TOC)=0.06395t。印染废水的紫外光谱和红外光谱表明,废水中的发色基团被破坏,溶液脱色,吸收峰降低或消失表明废水中芳香环降解。     

高压电晕放电对五氯酚的降解研究

研究了放电电压、溶液pH等因素对高压电晕放电降解PCP效果的影响,并对高压电晕放电处理PCP的动力学进行了初步探讨,同时对高压电晕放电降解PCP的COD和TOC的变化进行了分析。结果表明:放电电压和溶液pH值对PCP降解性能影响很大,放电电压和溶液pH值越高,PCP的降解速度越快。当溶液pH值为11.2、PCP初始质量浓度40 mg/L、电晕放电电压为25 kV时,经30 min电晕放电,PCP的降解率达90%以上,电晕放电降解PCP的反应符合一级反应动力学。在氧化过程中PCP可能转化为苯醌等中间产物,TOC几乎无变化,PCP分解成的小分子有机物使COD升高,可生化性提高。