NiO/AC催化臭氧氧化去除水中的苯酚

采用低温湿式浸渍法制备了负载氧化镍/活性炭(简称NiO/AC)催化剂。在不同pH、叔丁醇浓度等条件下,对NiO/AC与臭氧联合催化臭氧氧化苯酚的降解效果等进行了研究。用XRD、SEM及BET技术分析了活性炭与催化剂的组成、形貌及结构变化。结果表明,镍以棒状氧化镍的形式负载在活性炭表面,与AC相比,NiO/AC比表面积减少了47.9%。在O3/NiO/AC与苯酚的反应体系中,反应遵循羟基自由基(HO.)机理,苯酚的去除率比单独臭氧氧化提高了29%,且与溶液pH呈正相关。NiO/AC催化性能较稳定,镍离子最大析出浓度仅为7 mg/L,可重复使用。     

臭氧催化氧化去除水中聚乙烯醇

以Fe2+、Mn2+和Cu2+为催化剂,运用臭氧催化氧化技术对水中聚乙烯醇进行去除实验。结果表明:与单独臭氧氧化比较,臭氧催化氧化对聚乙烯醇的去除效果明显提高,且与催化剂浓度相关,去除效果随Fe2+浓度的增大而提高,在35 mg/L左右达最大值,去除率为85%;随Mn2+浓度的增大而降低,最佳含量约为5 mg/L,去除率为54%;加入Cu2+催化剂,在35 mg/L时去除率为5%,其他剂量时去除效果不明显。3种催化剂投加量同为35 mg/L,反应时间3 h条件下,去除效果对比为:Fe2+ > Cu2+ > Mn2+。     

无机阴离子对催化臭氧氧化邻苯二甲酸的影响

考察了重碳酸根离子（HCO3-）、磷酸根离子（PO43-）、硫酸根离子（SO42-）和硝酸根离子（NO3-）等自然水体中常见的无机阴离子对非均相催化臭氧氧化邻苯二甲酸（PA）的影响。结果表明,能够捕获羟基自由基（HO·）的HCO3-对羟基氧化铁催化臭氧氧化体系影响很大,会明显抑制该体系对PA的降解,而对氧化铈催化臭氧氧化体系基本没有影响。PO43-和SO42-对2个体系中PA的降解均有很大的抑制效果,而NO3-对此影响甚少。从这些无机阴离子的影响可以侧面证明羟基氧化铁催化臭氧氧化遵循羟基自由基机理,而氧化铈催化臭氧氧化PA主要依靠络合作用。     

催化臭氧氧化降解PCB有机废液及其机理

为了高效、快速治理高浓度难降解PCB(printed circuit board)有机废液,研究了氧化钙非均相催化臭氧氧化降解PCB废液的催化机理和催化性能。采用叔丁醇淬灭自由基实验和水杨酸羟基化实验探究催化机理;通过GC/MS研究了PCB废液中有机物可能降解途径;通过单纯形优化法对实验因素进行优化,并通过XRD和BET探究催化剂的循环稳定性。结果表明：氧化钙非均相催化臭氧氧化过程遵循羟基自由基机理;在pH为12.97、CaO质量为1.0 g、废液深度为11 cm、降解时间为150 min、臭氧用量为120 mg·min⁻¹时,COD去除率可达到90.045%;氧化钙经过5次循环后,废液的COD去除率没有显著降低,从92.78%降低至84.04%。CaO应用于催化臭氧氧化过程处理高浓度且难降解的PCB废液,能维持良好的催化性能和循环稳定性,具有良好的应用前景。     

化学改性活性炭对水中阿特拉津的吸附去除

以5 mol/L HNO3,40%NaOH及5%H2O2对活性炭进行化学改性,采用序批式实验研究了活性炭改性前后对阿特拉津(AT)的吸附平衡特性,并以Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行了拟合。结合活性炭改性前后孔结构和表面化学的变化特征,探讨了不同改性方法对AT吸附去除的影响效应。结果表明:活性炭经5 mol/L HNO3改性后对AT的吸附性能显著降低;而5%H2O2和40%NaOH改性炭对AT的吸附能力较原炭明显增强,且40%NaOH改性炭的吸附能力大于5%H2O2改性炭。原炭及改性炭对AT的吸附等温线均符合Langmuir模型。HNO3改性炭对AT吸附的降低主要是由于表面酸性基团的增加引起的;H2O2改性炭对AT吸附能力的提高主要是由于比表面积的增大引起的;而NaOH改性炭对AT吸附能力的提高是由比表面积增大和表面碱性基团增加共同作用的结果。几种改性炭和原炭对AT去除率的大小顺序依次为:NaOH改性炭>H2O2改性炭>原炭>HNO3改性炭。     

催化臭氧氧化处理对氯苯酚的研究

采用臭氧氧化法处理对氯苯酚溶液,研究了pH、温度、气体流量和对氯苯酚初始浓度等因素对处理效果的影响.反应体系pH越高,越有利于氧化反应.用自制的载有Fe,Co,Mn氧化物的活性炭纤维(ACF)催化剂进行催化臭氧氧化对氯苯酚的实验.结果表明,Fe/ACF显示了较好的催化性能和活性.通过在反应体系中加入一定量的羟基自由基猝灭剂,初步探讨了其催化机理,即催化剂和臭氧反应生成了氧化性极强的羟基自由基.     

压裂废水粘度对二氧化锰臭氧催化氧化处理特性的影响

通过FT-IR和GC-MS检测分析,表明了压裂废水中有机物主要以苯环结构为主的芳香类化合物和其他杂环化合物,苯环及杂环上的主要官能团包括酮、酯、羧酸、醛、酚、氨基等。同时,压裂废水中的粘度为常规水粘度的2~3倍。针对压裂废水高粘度和高COD污染水质特征,实验研究了压裂废水二氧化锰臭氧催化氧化处理特性以及粘度对处理效果的影响,研究结果表明,在粘度较高(2.2×10^-3Pa·s)压裂废水中,投加的化学药剂很难扩散,羟基自由基·OH的利用效率较低,处理效果较差。通过投加过硫酸钾(5 g/L)降粘后,可在很大程度上提高二氧化锰臭氧催化氧化的处理效果。通过对压裂废水中有机物分子量分布、FT-IR分析以及GC-MS分析可知,二氧化锰臭氧催化氧化处理压裂废水是通过激发羟基自由基,破坏水中有机物极性和有机物化学构造,将复杂长链有机物转变为简单有机物,其出水COD可达到国家污水综合排放标准中的二级排放标准。     

玉裂废水粘度对二氧化锰臭氧催化氧化处理特性的影响

通过FT-IR和GC—MS检测分析,表明了压裂废水中有机物主要以苯环结构为主的芳香类化合物和其他杂环化合物,苯环及杂环上的主要官能团包括酮、酯、羧酸、醛、酚、氨基等。同时,压裂废水中的粘度为常规水粘度的2～3倍。针对压裂废水高粘度和高COD污染水质特征,实验研究了压裂废水二氧化锰臭氧催化氧化处理特性以及粘度对处理效果的影响,研究结果表明,在粘度较高（2．2×10-3 Pa·s）压裂废水中,投加的化学药剂很难扩散,羟基自由基·OH的利用效率较低,处理效果较差。通过投加过硫酸钾（5g／L）降粘后,可在很大程度上提高二氧化锰臭氧催化氧化的处理效果。通过对压裂废水中有机物分子量分布、FT-IR分析以及GC—MS分析可知,二氧化锰臭氧催化氧化处理压裂废水是通过激发羟基自由基,破坏水中有机物极性和有机物化学构造,将复杂长链有机物转变为简单有机物,其出水COD可达到国家污水综合排放标准中的二级排放标准。     

湿壁介质阻挡放电强化浮石载羟基氧化铁降解水中避蚊胺

以避蚊胺(DEET)为模型污染物,研究了湿壁介质阻挡放电(DBD)协同浮石载羟基氧化铁去除污染物的可行性.采用浸渍法制备了浮石载羟基氧化铁复合材料,并对其进行了SEM、XRF、XRD、FT-IR和BET表征.同时研究了放电电压、初始pH、催化剂投加量等参数对DEET的去除率的影响.结果表明:在DEET初始浓度为20mg...     

氧化铈/活性炭催化臭氧氧化技术去除水中邻苯二甲酸二甲酯

用浸渍法在活性炭(AC)上负载氧化铈(CeO2)制备催化刺CeO2/AC催化臭氧氧化去除邻苯二甲酸二甲酯(DMP),考察了臭氧投加量,DMP初始浓度和溶液初始pH的影响.结果表明,CeO2/AC催化臭氧氧化去除DMP的最佳臭氧投加量为50mg/h,DMP初始浓度和溶液初始pH对CeO2/AC催化臭氧氧化DMP过程都有一定的影响.在DMP初始质量浓度为30 mg/L、溶液初始pH为5、臭氧投加量为50 mg/h、反应60 min时,CeO2/AC的加入(1.5g/L)有利于催化臭氧氧化DMP过程中总有机碳(TOC)的去除,TOC去除率由AC催化臭氧氧化的48%提高到68%.而单独臭氧氧化过程中的TOC去除率仅22%;且单独臭氧氧化与AC、CeO2/AC催化臭氧氧化DMP的矿化过程均符合二级反应动力学方程,CeO2/AC催化臭氧氧化DMP时TOC降解的二级反应动力学常数为0.0015L/(mg·min),分别是AC催化臭氧氧化的2.5倍和单独臭氧氧化的7.5倍.     

Effect of ozonation on the biodegradability of atrazine in GAC columns

Abstract

The biodegradation of atrazine as influenced by preozonation was studied in biological GAC columns. Metabolism of isopropyl‐¹⁴C atrazine produced more ¹⁴CO₂ than ring‐UL‐¹⁴C atrazine, indicating dealkylation was more rapid than ring cleavage. Preozonation increased mineralization of ring‐UL‐¹⁴C atrazine and, consequently, enhanced the performance of the GAC columns. Sixty‐two percent of the influent atrazine was converted to ¹⁴CO₂ in columns that received ozonated atrazine and ozonated surface water, while 50% of the influent atrazine was converted to ¹⁴CO₂ in columns that received untreated atrazine and ozonated surface water, and only 38% of the influent atrazine was converted to ¹⁴CO₂ in columns with untreated influent.     

铁基催化剂催化臭氧深度处理煤化工废水

使用新型铁基催化剂催化臭氧氧化,深度处理煤化工废水的生化出水。通过XRD、FTIR技术分析,确定了催化剂主要成分为FeOOH。考察了pH值、催化剂投加量、臭氧投加量对催化效果的影响,结果表明:当pH为7.0、催化剂量为200 g·L-1、臭氧投加量为10.7 mg·min-1时,催化效果显著,COD去除率可达(66.2±1.7)%,而单独臭氧氧化为(47.6±2.6)%;TOC去除率可达(58.4±2.1)%,比单独臭氧氧化的(28.8±1.9)%,提高了近1倍。使用EPR技术直接验证、HCO-3为自由基淬灭剂间接验证,均证明羟基自由基是催化效果的主要原因。     

非均相催化臭氧化降解水中苯酚动力学

在常温常压下对MgO催化臭氧化降解苯酚的动力学进行了详细研究,考察了MgO加量、臭氧投加量、pH值、苯酚初始浓度和反应温度对催化臭氧化降解苯酚废水的反应速率常数k的影响,分析了多相催化臭氧化的反应活化能,构建了反应动力模型。结果表明,臭氧对苯酚的催化降解遵循表观拟一级反应动力学,且反应速率常数k随着MgO加量(20~80 mg·L-1)的增加而增大,在MgO加量为40 mg·L-1时达到0.185 7 min-1;随着臭氧加量(0.54~5.5 mg·min-1)的增加,k从0.030 49 min-1增大到0.217 77 min-1;随着溶液初始pH(1.7~10.15)的升高,k从0.087 75 min-1增加到0.205 49 min-1;随着初始苯酚浓度(50~400 mg·L-1)的增加,k从0.253 68 min-1降低到0.036 82 min-1;随着反应温度(10~50 ℃)的增加,k从0.120 62 min-1增加到0.466 46 min-1。证明了催化臭氧化降解苯酚的表观反应速率常数分别与催化剂加量、臭氧加量、pH和反应温度成正相关,与苯酚初始浓度则成负相关。反应活化能较低(Ea＝2.616 7×104 J·mol-1),并且动力学模型计算数值与实际数据吻合良好(平均相对误差为8.9%)。     

The use of nanovermiculite catalyst in the study of removal of the organic load and degradation of atrazine via ozone process in RPB reactor

Abstract

The main objective of this study is the degradation of a synthetic solution of atrazine by a modified vermiculite catalyzed ozonation, in a rotating packed bed (RPB) reactor. A 0.5?L RPB reactor was used to perform the experiments, using a Central Composite Design (CCD) response surface to construct the quadratic model based on the factors: pH, catalyst concentration and reactor rotation frequency. The response variable was the removal of the organic load measured in terms of Chemical Oxygen Demand (COD). After the complete quadratic model was constructed through the response surface, the COD degradation process had an optimal removal of 41% under the following conditions: pH 8.0, rotation of 1150?rpm and catalyst concentration 0.66?g L^?1.     

Degradation of atrazine by catalytic ozonation in the presence of iron scraps: performance,transformation pathway,and acute toxicity

Degradation of atrazine by catalytic ozonation in the presence of iron scraps (ZVI/O₃) was carried out. The key operational parameters (i.e., initial pH, ZVI dosage, and ozone dosage) were optimized by the batch experiments, respectively. This ZVI/O₃ system exhibited much higher degradation efficiency of atrazine than the single ozonation, ZVI, and traditional ZVI/O₂ systems. The result shows that the pseudo-first-order constant (0.0927?min^?1) and TOC removal rate (86.6%) obtained by the ZVI/O₃ process were much higher than those of the three control experiments. In addition, X-ray diffraction (XRD) analysis indicates that slight of γ-FeOOH and Fe₂O₃ were formed on the surface of iron scrap after ZVI/O₃ treatment. These corrosion products exhibit high catalytic ability for ozone decomposition, which could generate more hydroxyl radical (HO^?) to degrade atrazine. Six transformation intermediates were identified by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) analysis in ZVI/O₃ system, and the degradation pathway of atrazine was proposed. Toxicity tests based on the inhibition of the luminescence emitted by Photobacterium phosphoreum and Vibrio fischeri indicate the detoxification of atrazine by ZVI/O₃ system. Finally, reused experiments indicate the approving recyclability of iron scraps. Consequently, the ZVI/O₃ system could be as an effective and promising technology for pesticide wastewater treatment.