零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水

采用零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水,研究了初始pH、零价铁投加量、过氧化氢(H_2O_2)投加量及温度对红水中总有机碳(TOC)去除效果的影响,同时进行了TOC去除过程中反应动力学的探讨。结果表明,零价铁耦合芬顿氧化体系可有效降解TNT红水中的2,4-二硝基甲苯-3-磺酸钠和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸钠。在初始pH为2,温度为20?C的条件下,加入1.5 g·L~(-1)零价铁反应1 h后,再加入100 mL·L~(-1)H_2O_2反应4 h,红水中二硝基甲苯磺酸盐浓度从500 mg·L~(-1)降至0 mg·L~(-1),去除率为100%,TOC浓度从150 mg·L~(-1)降至30 mg·L~(-1),去除率达到80%。反应中TOC的降解过程遵循拟二级反应动力学方程。零价铁耦合芬顿氧化法可以作为TNT红水的有效处理途径。     

绿色合成纳米铁去除水中铬离子

以桉树叶提取液作为还原剂和稳定剂,绿色合成纳米铁(EL-Fe NPs),用于去除水体中的铬离子。通过SEM、XRD、FT-IR等技术方法对绿色合成的纳米铁去除铬离子反应前后的微观结构进行表征和分析,观察其反应前后的形态结构。主要探究了p H、Cr(VI)溶液初始浓度、EL-Fe NPs投加量和反应温度等因素对EL-Fe NPs去除铬离子效果的影响,研究其吸附动力学并且进行了EL-Fe NPs重复利用实验。实验结果表明:降低溶液初始p H值、升高温度均能提高铬离子的去除率;在铬离子初始浓度10 mg·L~(-1),EL-Fe NPs投加量1 g·L~(-1),初始p H=6,反应温度298 K条件下,铬离子的去除率能达到77.2%,其去除过程符合伪一级动力学,反应表观活化能为28.23 k J·mo L~(-1),表明其为化学控制过程;EL-Fe NPs在重复使用3次之后,铬离子去除率仍能达到35.2%。     

零价铝/酸体系对活性黑染料的降解

利用铝粉研究了零价铝/酸(zero valent-aluminum acid system)体系对活性黑5染料的降解效果,并采用Design-expert 8.0软件对单因素和因素之间的交互作用进行分析。结果表明,零价铝/酸体系对活性黑5脱色效果较好;在p H为0.87、温度为34.4℃、铝粉投加量为1.2 g/L,转速为160 r/min时,反应8 h后,活性黑去除率达到94.89%。采用响应面法和排列图分析,p H和温度是影响活性黑溶液去除率的主要因素,并通过UV-Vis光谱分析,对活性黑在零价铝/酸体系的降解规律进行了初步探讨。     

零价铁活化过硫酸钠降解含油废水

将零价铁活化过硫酸钠产生硫酸根自由基的高级氧化技术应用于处理含油废水。研究了过硫酸钠浓度、零价铁投加量、p H值对油降解率的影响,分析了反应过程中S2O2-8和Fe2+的浓度变化。通过投加柠檬酸强化了降解效率,并探讨了油降解的动力学过程。结果表明,零价铁活化产生硫酸根自由基是处理含油废水行之有效的手段。当过硫酸钠浓度119 mg·L~(-1)、Fe0投加量为50 mg·L~(-1)、p H=1.0,反应4 h后油降解率达到79.26%。Fe/Ps体系中,存在不同的主反应过程,其中Fe2+为主要活性物质,其浓度与降解速率正相关。适量投加柠檬酸可以优化控制Fe2+浓度,油降解率可提高20.64%。油降解动力学过程用准一级动力学方程描述。     

快速Fenton反应器处理乳化液废水

采用快速Fenton反应器对乳化液废水处理效果进行研究。分别考察反应温度、H_2O_2和Fe SO_4投加量、反应时间、初始p H值等因素对COD去除率的影响,实验结果表明,在反应温度30℃,初始p H值4,反应时间20 min,H2O2浓度为116 mmol·L~(-1),Fe2+浓度为10 mmol·L~(-1)条件下,COD平均去除率可达到60%。H2O2和Fe SO4的用量是传统Fenton工艺的65%和10%,反应时间少于传统Fenton工艺的1/7。     

改性桑枝粉及沸石对水中高氯酸盐的吸附研究

以十六烷基三甲基溴化铵为改性剂制备改性桑枝粉和改性沸石,采用红外光谱和扫描电镜对改性产物的结构进行表征,并对吸附剂的Zeta电位进行分析,以探讨高氯酸盐的吸附机理。考察pH值、吸附剂投加量和高氯酸盐初始浓度对改性产物吸附水中高氯酸根的影响。结果表明,改性产物表面的季铵阳离子基团能较好地吸附废水中的高氯酸根;去除率随吸附...     

CTAB改性纳米零价铁的制备与橙黄Ⅱ的降解

以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为分散剂,制备改性纳米零价铁颗粒(CNZVI)。比表面积、XRD、SEM和TEM表征结果表明改性的CNZVI比未改性纳米零价铁颗粒(BNZVI)粒径更小、更均匀,具有更好的分散性能和抗氧化性。首次考察了CNZVI对于水中染料橙黄Ⅱ的脱色降解效果。CNZVI对橙黄Ⅱ的脱色率和降解速率均优于未改性纳米铁颗粒BNZVI,脱色率在反应进行10 min后趋于稳定。考察了溶液p H、初始浓度、NZVI投加量和温度对反应脱色率的影响。p H值和初始浓度越高,脱色率越低;脱色率随着投加量和温度提高而增大。最后优化反应条件为:p H值5.96,初始浓度100mg/L,NZVI投加量0.2 g/L,反应温度293 K,CNZVI对橙黄Ⅱ的脱色率为91.8%,比BNZVI的脱色率高出16.1%。动力学分析表明,CNZVI对橙黄Ⅱ降解反应符合伪一级反应动力学。     

Fe0还原、芬顿氧化及其耦合技术去除染料厂剩余污泥中的AOX

染料废水中含有大量难生物降解的卤代有机物合成中间体,合成卤代有机物在废水的生物处理过程中容易被吸附到剩余污泥中,如不能妥善处理会引起生态健康风险。研究了零价铁还原、芬顿氧化及其组合技术对染料企业剩余污泥中AOX(可吸附有机卤代物)的去除效果,优化了处理条件,解析了去除机理。结果表明,铁粉投加量为5 g·L~(-1),厌氧反应30 d时,零价铁还原对污泥中AOX降解率仅为24.7%;Fe2+投加量0.059 mol·L~(-1),H2O_2投加量0.89 mol·L~(-1),芬顿氧化1.5 h时,污泥中AOX去除率提高至73.7%;投加2 g·L~(-1)的铁粉,还原30 d后再进行芬顿反应,则污泥中AOX去除率可达到90.3%。GC-MS分析结果表明,污泥中的主要AOX物质为2,6-二氯-4-硝基苯胺,该物质经过零价铁还原与芬顿氧化组合工艺处理后,比直接芬顿氧化能得到更有效的去除。     

磁性还原氧化石墨烯负载Fe~0对罗丹明B的类芬顿降解

合成了磁性还原氧化石墨烯负载零价纳米铁材料(Fe~0-MF-RGO),并在双氧水(H_2O_2)的作用下构成类芬顿试剂用于对罗丹明B(Rh B)的吸附-催化降解。通过正交实验研究了pH值、Fe~0-MF-RGO用量、Rh B初始浓度、温度和H_2O_2浓度5个影响因素。在15℃、pH值为7.0、Fe~0-MF-RGO投加量1.0 g·L~(-1)、Rh B初始浓度为50 mg·L~(-1)以及H_2O_2浓度为0.8 mmol·L~(-1)的条件下,150 min后模拟废水中Rh B的去除率达到98.17%,经5次循环使用后去除率为72.97%。     

零价铁Fenton技术处理含聚乙烯醇的印染退浆废水

采用零价铁Fenton技术处理含聚乙烯醇(PVA)的印染退浆废水。通过单因素实验和正交实验,考察了初始pH、H2O2投加量、铁屑粒径及投加量和反应时间对实验结果的影响。结果表明,初始pH和H2O2投加量对处理效果影响很大。最佳反应条件是初始pH=4.0,H2O2投加量为100mmol/L,铁屑(粒径为1~3mm)投加量为15g/L,反应时间为30min。在该条件下,出水PVA质量浓度为0.9mg/L,PVA去除率为99.9%,COD去除率为23.6%,BOD5/COD由0.12升高至0.34,可生化性明显提高。无论从处理效果考虑还是从成本考虑,零价铁Fenton技术都优于传统Fenton技术。     

一步还原焙烧法制备炭载零价铁及其对水中Cr(Ⅵ)的去除

以活性炭为还原剂和载体,通过一步还原焙烧法制备出炭载零价铁(AC-ZVI)材料。电镜扫描和X射线衍射分析结果表明,零价铁以平均粒径为2μm的颗粒均匀分布在活性炭表面和孔道中。采用间歇实验考察了炭载零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的效果,结果显示炭载零价铁对水中的Cr(Ⅵ)具有很好的去除效果,在初始pH值为5、Cr(Ⅵ)浓度为50 mg·L~(-1)、AC-ZVI投加量(铁用量)为0.6 g·L~(-1)和反应温度为25℃的条件下,反应5 h后Cr(Ⅵ)的去除率达到86.8%;降低溶液pH、增加炭载零价铁投加量和提高反应温度均有利于Cr(Ⅵ)的去除,反应过程符合准一级动力学,表观反应速率常数k为0.655 h~(-1)(30℃),反应活化能为67.6 k J·mol~(-1)。研究结果表明,通过一步还原焙烧法制得的炭载零价铁可作为一种高效吸附还原材料用于Cr(Ⅵ)污染水体的治理。     

Fenton氧化-活性炭吸附协同深度处理垃圾渗滤液的研究

以上海某垃圾填埋场垃圾渗滤液为研究对象,采用Fenton氧化-活性炭吸附协同处理工艺对其处理效果进行研究。探讨了投加方式以及H2O2浓度、Fe2+浓度、活性炭投加量、温度、pH等因素对COD去除率的影响。结果表明:采用先投加活性炭吸附30 min后投加Fenton试剂反应150 min的方式能够获得最好的COD去除效果。正交实验表明各因素对COD去除的主次关系为:活性炭投加量Fe2+浓度反应温度H2O2浓度pH值;其最优化条件为:活性炭投加量为16g/L,Fe2+浓度为29 mmol/L,反应温度为60℃,H2O2浓度为78 mmol/L,pH值为3。     

水铁矿吸附磷酸根的影响因素

为了修复水体富营养化,选取了人工合成的水铁矿作为除磷吸附剂。通过批量实验研究了震荡速度、吸附时间、吸附剂投加量、溶液初始p H、含磷初始浓度、反应温度和共存离子等因素对吸附作用的影响。结果表明:水铁矿的吸附具有快速吸附,缓慢平衡的特点;随着投加量的增加,溶液中磷酸根的去除率逐渐增加;溶液初始p H在酸性条件下,溶液中磷酸根的去除率最好;在室温25℃下,水铁矿对不同浓度的磷酸根溶液均具有很好的吸附效果;溶液共存离子的存在对磷酸根去除率有一定影响,HCO_3~-的影响最大。     

响应面法优化凹凸棒土吸附水中亚甲基蓝

以凹凸棒土为吸附材料,对亚甲基蓝模拟水样进行吸附研究。采用响应面方法(RSM)对吸附工艺进行优化,考察温度、初始p H、吸附剂投加量、染料初始浓度对脱色率的影响,提出采用该工艺的数学模型及优化后的最佳工艺参数。结果表明,各影响因子对脱色率影响显著性顺序为吸附剂投加量初始浓度温度初始p H。优化得到最佳的工艺参数:温度为55℃,p H为3.3,吸附剂投加量为0.15 g,染料初始浓度为100.02 mg·L-1,该条件下对亚甲基蓝模拟水样脱色率可达99.25%,与预测值98.68%接近。因此,建立的模型能真实地反映各主要因素的影响。     

CMS包覆纳米零价铁去除2,4-二氯酚的条件优化

针对纳米零价铁(Fe~0)去除2,4-二氯酚(2,4-DCP)时易团聚、易氧化、去除效率差等问题,采用环境友好材料羧甲基淀粉钠(CMS)对纳米零价铁进行了包覆,制成包覆型纳米零价铁。探究了包覆比例(CMS:Fe0)、pH、包覆型纳米零价铁投加量等单因素对去除率的影响。在单因素实验的基础上,以包覆比例、pH、包覆型纳米零价铁的投加量为考察因素,以2,4-DCP的去除率为响应值,采用二次多项式响应面探究多因素交互作用对包覆型纳米零价铁去除2,4-DCP的影响。利用响应面优化模型对包覆型纳米零价铁去除2,4-DCP进行优化。模型优化结果显示:包覆型纳米零价铁去除2,4-DCP的最佳条件为pH 3.0,纳米零价铁包覆比例3.59:1,包覆型纳米零价铁的投加量7.96 g·L~(-1),模型预测2,4-DCP的最高去除率为90.03%,实验值为85.77%,两者相对误差为4.73%,证明了优化模型的可靠性。     

零价铁/过硫酸钾降解对氯苯酚模拟废水

以对氯苯酚(4-CP)为目标污染物,研究了零价铁(ZVI)活化过硫酸钾(KPS)氧化降解4-CP模拟废水的影响因素,对照了单独零价铁、单独过硫酸钾和联合体系的降解性能,检测了降解过程的氯离子和TOC的变化。结果表明,在p H值为5,零价铁投加量为0.3 g·L~(-1),过硫酸钾浓度为1.6 mmol·L~(-1),常温条件时,4-CP的去除率10 min可达87%。对照实验表明,体系中4-CP的降解不是零价铁或者过硫酸钾单独作用,而是联合体系产生的自由基的作用,其中硫酸根自由基起主要作用。体系中氯离子浓度随反应进行提高较快而TOC的去除率低于降解率,说明氧化脱氯作用明显,4-CP没有完全矿化。     

微波-Fenton法处理EDTA-Cu-Ni废水的工况与效能

为了探索微波-Fenton反应体系中的反应机理,进行了正交实验、单因素影响实验和微波-Fenton与水热-Fenton的对比实验。通过正交实验,确定了微波-Fenton法处理络合态重金属废水的主要影响因子为Fe2+投加量、初始pH、H2O2投加量及反应温度,COD与Ni去除效率的影响因子的权重次序一致,而Cu去除的权重次序则与前两者不同;单因素优化实验结果表明,微波-Fenton法处理EDTA-Cu-Ni废水在反应时间为9 min时的最优条件为:Fe2+投加量为0.5 mmol/L,H2O2投加量为185 mmol/L,初始pH为2.5,反应温度为80℃;此时COD∶Fe2+∶H2O2为1∶0.06∶15(mg/L),各影响因子对有机物与金属离子的去除影响效应不同;微波水浴对比实验结果表明,在微波-Fenton体系中,微波主要起加热和提高反应速率的作用。     

纳米钯?铝双金属对水中3-氯酚的脱氯降解研究

采用置换沉积法制备了纳米钯/铝双金属催化剂,氢解还原去除水相中难降解有毒有机物3-氯酚(3-CP),考察了溶液pH、钯负载量、纳米钯/铝双金属投加量、反应温度对脱氯效果的影响并解析相关反应机制。结果表明:(1)初始pH 3.0时,沉积液中93.25%(质量分数,下同)～96.67%的钯可有效负载于铝材上。(2)在pH为3.0、纳米钯/铝双金属投加量为2g/L、钯负载量为1.16%(质量分数)、反应温度为25℃下降解初始摩尔浓度为0.389mmol/L的3-CP,反应终了时脱氯率在99%以上。利用纳米钯/铝双金属降解氯代有机污染物具有高效低耗的优势,在实际应用上具有较好的前景。     

零价铁强化城市污泥与垃圾焚烧厂渗滤液协同厌氧消化

针对城市污泥(初沉污泥、剩余污泥)和垃圾焚烧厂渗滤液2种市政废物的协同厌氧消化产气量不足的问题,采用投加零价铁的方式,探究零价铁对厌氧消化过程中产酸和产甲烷阶段的强化作用,并研究消化前后COD、VSS、氨氮以及上清液离子的变化。以初沉污泥与剩余污泥体积比4∶1、渗滤液添加量为15%的基质作为底物,投加不同浓度零价铁进行厌氧消化。结果表明:零价铁能有效提升协同厌氧消化系统中总挥发性脂肪酸产量、促进丙酸分解、进一步降解复杂有机物;当零价铁投入量为4 g·L~(-1)时,累计产甲烷量最高达189.65 mL·g~(-1)(以VSS计),相比对照组提升了30.1%,其产气速率符合一次函数和Scholl Canyon模型指数衰减规律;在25 g·L~(-1)和40 g·L~(-1)的高投加量零价铁条件下,产气高峰提前,但累计甲烷产量低于对照组;随着零价铁的投加量增加,COD降解率呈下降趋势,VSS降解率提升,氨氮变化不大;此外,消化液上清液中,正磷酸盐、硫酸根浓度明显减少,这与亚铁离子的混凝沉淀作用相关,同时也是削弱零价铁强化作用的原因之一。研究结果可为城市污泥和垃圾焚烧厂渗滤液协同厌氧消化提供参考。     

铝铁复合淀粉絮凝-微波/H_2O_2氧化协同处理垃圾渗滤液

针对垃圾渗滤液成分复杂、污染物浓度高、可生化性差等特点,采用铝铁复合淀粉(CAFS)絮凝-微波/H2O2联用技术对垃圾渗滤液进行处理,考察了初始p H、絮凝剂投加量、微波辐射反应时间和H2O2投加量等因素对处理水质的影响。结果表明,絮凝最佳反应条件为p H 6.0,投加量13 m L/L;微波/H2O2氧化的最佳反应条件为p H 3.0,30%H2O225m L/L,温度70℃,反应时间5 min。在上述最佳条件下,单独CAFS絮凝、单独微波/H2O2和CAFS絮凝-微波/H2O2联用对垃圾渗滤液COD的去除率分别为32.3%、42.4%和85.7%,CAFS絮凝与微波/H2O2联用,可利用CAFS残余的Fe2+与H2O2构成Fenton氧化体系,实现絮凝与微波催化氧化工艺的耦合,两者起到很好的协同作用。