光反应器中UV/Fenton光降解湖水中微囊藻毒素的研究

在光催化反应器中,采用UV/Fenton光催化氧化技术,对湖水中微囊藻毒素的光催化降解过程中各影响因子分析表明:微囊藻毒素光催化氧化降解率受光照强度、氧化剂种类及浓度、溶液pH和不同光催化体系等多因素的影响.光促催化氧化体系对MC-LR藻毒素降解具有显著的作用,在紫外光与氧化剂的协同作用下,紫外光照强度越高,越易于促进MC-LR藻毒素快速降解,降解率可到达80%以上.     

Fenton法处理电镀有机废水

采用Fenton法处理某电镀厂强碱性有机废水。考察了pH和Fenton氧化对废水特性的影响,优化了处理参数,研究了Fenton氧化对废水可生化性的影响。结果表明:Fenton氧化前,调节pH可提高有机物去除效果,一定程度上去除重金属;Fenton法能够有效处理电镀有机废水,并充分提高废水可生化性,最高COD去除率可达75%;在反应时间为30min、H_2O_2投加量为68mg·L~(-1)、Fe~(2+)投加量为111mg·L~(-1)条件下,废水COD去除率为22%,B/C为0.28,适宜后续接入生化工艺以进一步提高废水处理效果,可降低成本并提高处理效率,为电镀企业处理强碱性有机废水提供参考。     

微电解-Fenton深度处理制药废水影响因素与参数控制

采用铁炭微电解-Fenton联合工艺深度处理制药废水生化出水,探讨了初始pH、曝气量、反应时间等因素对微电解出水Fe2+和Fe3+变化规律、COD降解速率以及后续Fenton氧化效果的影响,为优化微电解-Fenton氧化联合工艺提出了微电解间歇加酸的理论。间歇加酸可提高微电解系统中COD降解速率和Fe2+含量,使后续Fenton氧化无需投加FeSO4·7H2O即可达到较好的COD去除效果。结果表明,当初始pH=2.5,曝气量为0.6 m3/h,间歇加酸30 min/次,微电解反应2 h,出水投加1 mL/L的H2O2进行Fenton氧化2 h,COD总去除率可达81.33%;间歇加酸30 min/次可将微电解反应2 h出水Fe2+浓度从50 mg/L提高至151 mg/L,COD降解速率从10.6 mg COD/(L·h)提高至22.2 mg COD/(L·h)。     

白腐菌S.commune降解微囊藻毒素-LR的研究

为研究真菌对微囊藻毒素的降解作用,以白腐菌S.commune为降解菌,微囊藻毒素-LR(MC-LR)为降解目标进行生物降解,考察了白腐菌预培养方式及降解过程中的培养方式、充氧方式、温度、初始pH以及MC-LR初始浓度对降解效果的影响.结果表明,白腐菌可有效降解MC-LR,经液体预培养白腐菌对MC-LR的降解效果好于固体预培养,白腐菌静置培养过程中每天充入纯氧1min有助于MC-LR的降解,白腐菌降解MC-LR的最佳初始pH为4.5,适宜温度为30～35℃.白腐菌对MC-LR的降解能力随MC-LR初始浓度的增加而降低.在最佳条件下,当MC-LR初始质量浓度为1 mg/L时,其完全降解需要2d;当MC-LR初始质量浓度为15 mg/L时,其完全降解需要7d.高浓度MC-LR(30 mg/L以上)会对白腐菌生长产生抑制作用.MC-LR降解中间产物的具体结构尚不清楚,有待未来深入分析研究.     

微囊藻毒素-LR降解菌的筛选及降解特性研究

从上海市淀山湖表层水体中筛选分离出了1株降解微囊藻毒素-LR(MC-LR)的细菌并研究了其降解特性。根据细胞形态结构、生理生化特征及其16S rDNA基因序列分析,鉴定分离菌株DHU-28(GenBank序列登录号为HM047512)属嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)。微囊藻毒素降解实验结果表明,该菌株能在以MC-LR为唯一碳源、氮源的无机盐培养基中生长,6 d内可将初始质量浓度为15 mg/L的MC-LR降解为8.12 mg/L,降解效率达到45.9%。菌株DHU-28的最适生长温度是30℃,最适生长pH为7.0。酵母粉、蛋白胨、葡萄糖等营养物质可以明显促进菌株对MC-LR的降解效率,尤其是加入50 mg/L酵母粉后,6 d降解率达到63.2%。     

BAP/O3复合氧化体系对SMP的降解性能

研究了碳酸氢钠活化过氧化氢法(BAP)、芬顿高级氧化技术(Fenton)、臭氧氧化技术(O₃)及其复合工艺对三磺钻井液中的主要成分磺化酚醛树脂(SMP)的降解效能。遴选出BAP/O₃复合体系作为降解磺化酚醛树脂的最佳工艺,并探究了复合氧化相互作用机理。结果表明,复合配方去除SMP效果优劣顺序为(BAP/O₃)>(BAP/Fenton/O₃)>(BAP/Fenton)>(Fenton/O₃);除BAP和Fenton分段复合取得更佳效果外,其他3种复合配方均在同时添加时取得更佳的降解效果;BAP/O₃复合对SMP取得了最佳的降解和矿化作用,最大SMP去除率为95.92%。淬灭剂实验表明,BAP/O₃复合氧化体系中的主要活性氧化剂为碳酸根自由基(·CO₃^-)、超氧自由基(O₂^-·)和羟基自由基(·OH),其中·CO₃     

Fenton试剂氧化处理火炸药污染土壤淋洗液

采用Fenton试剂对火炸药污染土壤淋洗液进行氧化处理,研究了Fe SO4·7H2O投加量、H2O2投加量、初始pH、反应时间及温度对处理效果的影响,采用发光细菌发评价处理前后水样的急性毒性变化。结果表明,Fenton试剂氧化可有效去除火炸药污染土壤淋洗液的COD,当Fe SO4·7H2O投加量为8.0 g/L,H2O2投加量为64 m L/L,初始pH为3,反应时间120 min及反应温度30℃时,污染土壤淋洗液的COD由4 553.9 mg/L降至800.1 mg/L,COD去除率82.4%,COD的降解符合二级动力学模型。经Fenton氧化处理后,水样的急性毒性降低94.7%,B/C由0.007升至0.22,可生化性得到明显改善。     

越南伯克霍尔德菌降解水中微囊藻毒素-LR

探讨利用越南伯克霍尔德菌(Burkholderia Vietnamiensis)降解微囊藻毒素-LR(MC-LR)的可能性和降解机理。结果表明,在1 mg/L的MC-LR溶液中投加体积分数为5%菌株,初始pH为5,温度为30℃的好氧条件下,经过48 h培养后对MC-LR的降解效率达到97.6%。首先,降解溶液的液相色谱分析结果发现,MC-LR在238 nm的特征峰消失。其次,动力学研究发现降解过程符合一级动力学反应方程。最后,SEM、FTIR表征技术对菌株降解前后样品进行分析发现微生物形态和降解产物。因此,Burkholderia Vietnamiensis可能将水中的MC-LR作为碳、氮源利用从而将其降解,Burkholderia Vietnamiensis作为生物降解MC-LR的一种途径是有效的。     

Fenton试剂氧化降解水中的盐酸四环素

利用Fenton试剂对水中盐酸四环素(TC)氧化降解,考察H_2O_2/Fe~(2+)(摩尔比)、Fenton试剂投加量、溶液p H值对盐酸四环素去除的影响,研究了盐酸四环素降解过程及动力学特征。研究结果表明:对于初始浓度为0.10 mmol·L~(-1)的盐酸四环素,最优反应条件为p H值3.0,H_2O_2/Fe~(2+)=10∶1(物质的量之比),H_2O_2施加量1.58 mmol·L~(-1)。在该条件下反应60 min,盐酸四环素降解率达88.47%,对应TOC去除率为18.48%;紫外可见光谱扫描结果表明氧化过程中盐酸四环素的共轭结构被首先破坏;分别采用一级和二级动力学方程拟合降解过程,结果表明反应过程遵循二级动力学模型。     

Fenton试剂法预处理发酵甘油生产提取废水

采用Fenton试剂预处理高浓度难降解发酵法甘油生产提取废水。研究了pH、Fe2 + 、H2 O2 、反应时间和H2 O2 投加次数对废水COD去除效果的影响。结果表明 ,通过Fenton试剂氧化可使废水中的COD值从 135 0 0mg/L降至 4 0 30mg/L ,COD去除率达到 70 1%。废水的BOD5/COD值从 0 2 0 2提高至 0 5 6 8,可生化性得到较大提高 ,为后续处理创造了条件。研究成果为发酵法甘油生产提取废水的预处理提供了一种非常有效的方法。     

UV-Fenton、Fenton和O_3氧化法处理垃圾渗滤液反渗透膜浓缩液的对比研究

对比分析了UV-Fenton法、Fenton法和O_3氧化法对垃圾渗滤液反渗透膜浓缩液的处理特性。结果表明:UVFenton法最佳反应条件为反应时间120 min,pH为4.0,H_2O_2和Fe(II)的投加量分别为6 000 mg·L~(-1)和3 000 mg·L~(-1);Fenton法最佳反应条件为反应时间90 min,pH为4.0,H_2O_2和Fe(II)的投加量分别为10 000 mg·L~(-1)和4 000 mg·L~(-1);O_3氧化法最佳反应条件为反应时间90 min,pH为8.0,O_3投加量为5 g·L~(-1)。在上述反应条件下,UV-Fenton法、Fenton法和O_3氧化法对垃圾渗滤液反渗透膜浓缩液的COD去除率分别为72%、60%和68%,对TOC和总氮(TN)均有较好的去除效果,但是对NH_4~+-N去除不佳。UV-Fenton法和Fenton法对于总磷(TP)的去除优于O_3氧化法。     

微囊藻毒素-RR的提取和臭氧氧化降解

在对采自云南滇池水华蓝藻细胞中的微囊藻毒素-RR(microcystin-RR,MC-RR)提取并发现其含量达到0.19mg/g(干重)的基础上,重点研究了臭氧氧化降解所提取的MC-RR。结果表明,当反应体系中臭氧浓度为5.7 mg/L时,初始浓度1.9 mg/L的MC-RR在15 min内被完全降解。利用HPLC/ESI/MS对提取的MC-RR及其氧化降解产物质荷比测定发现,降解前MC-RR的质谱图中出现特征离子m/z=1 038.7、m/z=519.8以及m/z=135.0。而降解后的产物质谱图中只有Adda基团中带苯环结构化合物(C9H10O)的特征离子峰m/z=135.0存在,其他2个离子峰完全消失。由此推断反应体系中MC-RR(m/z=1 038.2)在大量臭氧及其.OH自由基全面攻击下,分子结构中Adda基团以及单环结构中的不饱和双键直接被氧化而发生断链,最终形成小分子的有机物。     

Fenton试剂处理腐殖酸废水影响特性和降解动力学模型

研究了Fenton试剂降解腐殖酸废水的影响特性,并在理论分析反应过程的基础上建立动力学方程,同时根据实验进行动力学方程参数估算。研究表明,Fenton试剂通过氧化和混凝共同作用有效去除腐殖酸。在初始pH=4,40mmol/L FeSO4和160 mmol/L H2O2投量下,腐殖酸60 min氧化去除率、混凝去除率分别达到78.6%和11.5%,其初始氧化速率达到最大59.6 mg/(L.min)。腐殖酸的氧化降解动力学模型值与实验值吻合良好,说明采用该动力学模型能较好预测腐殖酸废水的氧化降解情况,且Fenton氧化降解腐殖酸的机理符合自由基的理论和实践。     

Fenton试剂快速氧化处理事故场地地下水中的硝基苯

为了得到事故场地硝基苯(NB)污染地下水的应急处理方案,通过静态实验研究了地下水中初始NB浓度为100 mg·L~(-1)和300 mg·L~(-1),pH值为3时,H_2O_2与NB质量比p、H_2O_2与Fe(Ⅱ)质量比q对氧化效果的影响。结果表明:当q为20,p为1~6时,NB降解率和降解速率随p的增大而增大;当p为3,q为5~20时,NB降解速率随q的增大而减小。根据氧化处理后水中B/C值判断,当p大于2时,出水可排入污水生物处理系统进行后续处理。动力学分析表明,p、q值与NB降解的伪一阶反应速率常数k0存在较强的线性关系,R20.95,p的影响程度大于q。根据事故场地NB污染地下水快速处理所要求的NB的去除率和去除时间,给出了高浓度NB污染地下水处理适宜的Fenton投加方案。     

火山石生物滤床对微囊藻毒素的去除

微囊藻水华爆发导致大量微囊藻毒素释放至地表水环境中,严重威胁着饮用水供水安全.通过不同条件火山石自然曝气生物滤床(活性挂膜、灭活挂膜、未挂膜和无填料滤床)对不同形态、构型(MC-LR、MC-RR)的微囊藻毒素的去除实验,探讨其去除效率、途径和机理.结果表明,火山石自然曝气生物滤床对微囊藻毒素的去除是微生物降解和基质吸附共同作用的结果.胞外毒素和胞内毒素的总去除率分别为58％和91％.其中,胞外毒素主要通过微生物降解作用途径去除,占胞外毒素总去除率的(41±4.2)％,胞内毒素则主要通过基质吸附途径去除,占胞内毒素总去除率的(64±5.1)％.生物膜吸附、光降解等其他途径无明显作用.另外,不同构型的微囊藻毒素在火山石自然曝气生物滤床中均能有效去除,MC-LR和MC-RR的去除率分别为68％和54％.     

A/O-MBR中硝化活性污泥的富集及其对氧氟沙星的降解作用

采用A/O-MBR系统,逐步提高进水氨氮浓度富集了硝化活性污泥(NAS),在此基础上,考察了COD、烯丙基硫脲(ATU)、氨氮初始浓度及氨氧化速率对NAS降解氧氟沙星(OFL)的影响。结果表明:富集的NAS的氨氧化速率达到了20 mg/(g SS·h)以上,对OFL具有明显降解作用;ATU存在条件下,COD对OFL的去除作用没有影响;提高初始氨氮浓度和NAS氨氧化速率均可以提高OFL降解量;初始氨氮浓度由50 mg/提升至150 mg/L时,OFL降解量由67.26μg/g提高到82.11μg/g;氨氧化速率由小于2.5 mg/(g SS·h)提升至大于20 mg/(g SS·h)时,OFL降解量由30.71μg/g提高到75.16μg/g。     

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。     

Fenton氧化法对磺胺类抗生素的降解动力学

采用Fenton氧化法同时降解水溶液中磺胺吡啶(SPY)、磺胺二甲基嘧啶(SMZ)和磺胺甲噁唑(SMX)。系统考查了初始H2O2浓度、Fe2+浓度、pH对3种磺胺类抗生素降解性能的影响。结果表明,3种磺胺抗生素被完全降解的最佳Fenton氧化条件是:H2O2浓度为2.0 mmol/L,Fe2+浓度为0.10 mmol/L,pH为3.0~3.5,反应时间为20 min。Fenton试剂对3种磺胺类抗生素的降解符合一级反应动力学,速度常数为0.0318~0.2002 min-1。     

Fenton试剂协同TiO_2光催化降解三氯乙酸及协同机理

为了研究Fenton试剂协同TiO2光催化降解三氯乙酸(TCAA)的反应及其协同机理,在自制的光催化反应装置中分别考察了Fenton、UV/TiO2及Fenton/UV/TiO23个反应对TCAA的降解情况。研究结果表明,在TCAA初始浓度为2.0 mg/L,TiO2用量为1.0 g/L,紫外辐射光源为15 W(λmain=254 nm)的实验条件下,Fenton试剂协同TiO2光催化降解TCAA反应在pH 3~7范围内均有较高的降解率;TCAA在Fenton、UV/TiO2及Fenton/UV/TiO23个反应中的一级反应速率常数分别为0.0009、0.0131和0.0456 min-1;Fenton试剂与TiO2光催化反应间存在较明显的协同效应,其协同机理主要体现在两个方面:一是紫外光激发Fe(OH)2+和H2O2分解产生更多的·OH,二是Fenton试剂中部分被氧化成的Fe3+可与TiO2表面的光生电子结合被还原为Fe2+,抑制了光生电子与空穴的复合,从而提高了TiO2光催化降解TCAA的效率。     

US-UV-Fenton降解硝基苯

采用超声波(US)、紫外光(UV)和Fenton联合降解硝基苯,初步探讨了其作用规律。研究结果表明,UV可以促进双氧水转化自由基的效率,而US同时具有强化传质作用和超声氧化作用,两者均能够强化Fenton氧化硝基苯的降解过程。正交实验结果表明,H2O2初始浓度是硝基苯降解和矿化的最显著影响因素,反应时间和超声功率是矿化的显著影响因素。最佳反应条件为:H2O2500 mg/L、Fe2+10 mg/L、反应时间60 min、超声波功率100 W,此时,硝基苯完全降解,TOC去除率达到73.0%。Fenton、UV/Fenton和US/UV/Fenton降解硝基苯过程均符合伪一级反应动力学模式,反应速率常数分别为3.37×10-2、3.81×10-2和5.10×10-2min-1。