MgO低温催化臭氧降解氨氮的机制研究

研究了低温条件下单独臭氧及MgO催化臭氧化降解水中氨氮的效率和特征,并对其反应机制分别进行了探讨.结果表明,pH是影响臭氧和催化臭氧化除氨的重要因素,不仅影响溶液中NH_3与NH~+_4的比例和臭氧氧化氨氮的速率,还影响氧化产物种类,从而影响脱氮效果.10℃时,单独臭氧对水中氨氮的氧化降解效率随pH的升高而增大,pH≤9时整体降解效率不高,pH=9时仅为16.39%,而pH=10时达到41.77%.臭氧和·OH共同参与降解氨氮的过程.单独臭氧氧化氨氮生成氮气的选择性具有pH依赖性,并与Cl~-密切相关.pH低(≤9)时,氨氮多以NH~+_4形态存在,O_3与Cl~-反应生成ClO~-_x(x=1、3),再氧化NH~+_4,从而生成气态产物N_2或N_2O.MgO在低温条件下具有很强的催化臭氧化降解氨氮的能力且温度升高有利于反应的进行,0、10、20℃时,MgO催化臭氧化氨氮的效率分别为77.53%、80.17%、91.26%.此过程中,·OH参与反应的程度低,一部分氨氮降解依靠ClO~-_x氧化NH~+_4,而氨氮降解的主要途径为O_3对NH_3的直接氧化.     

催化臭氧化降解技术中的两个问题

探讨了有机物特性及中间产物H2O2在催化臭氧化中的作用。结果表明,有机物在自由基链反应过程中的特性直接影响催化臭氧化的降解效率。当目标有机物是对链反应具有促进作用的甲酸时,自由基引发反应可以明显提高甲酸的臭氧化效率。当目标有机物是对自由基链反应具有抑制剂作用的乙酸时,O3和Fe^2＋/O3对乙酸有着相似的降解效率。以上结果表明,自由基引发反应并不是臭氧化降解效率提高的充分条件。另外,当臭氧化过程有H2O2产生时,必须考虑类Fenton反应对臭氧化效率的影响。     

环境保护管理 环境卫生与卫生工程

X33200703598臭氧氧化水中壬基酚的反应机理研究/胡翔(北京化工大学化学工程学院环境工程系)…∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2007,28(3).-584~587环图X-5采用臭氧氧化浓度为20mg/L的壬基酚溶液,研究了臭氧氧化去除壬基酚的效果及氧化过程中中间产物的变化情况,探讨了臭氧氧化壬基酚的反应机理.结果表明,臭氧氧化涉及2种氧化方式,臭氧分子的单独反应和臭氧/羟基自由基的联合氧化.2种氧化方式在18min内均能完全去除壬基酚,联合氧化方式在4min内即能达到96%的去除率,而单独臭氧分子氧化需要12min.氧化过程中检测到甲醛的产生,单独臭氧…     

MgO/活性炭催化臭氧化降解有机物的作用机制

利用浸渍法制备了MgO/活性炭(MgO/GAC-1)催化剂,研究了其在臭氧化降解敌草隆和乙酸中的活性,并与已有研究中沉淀法制备的MgO/活性炭(MgO/GAC-2)作了稳定性对比.结果表明,在降解敌草隆和乙酸的过程中,MgO/GAC-1能使臭氧化的效率提高约15%~35%.当溶液初始p H为中性或碱性时,MgO/GAC-1可以有效减缓由于形成小分子有机酸而导致p H的下降问题,从而保证臭氧的氧化效率.当溶液初始p H为酸性时,MgO/GAC-1在一定程度上可以提升溶液的p H值,进而提升臭氧化的效率.因此MgO对溶液p H值的调节作用可能是臭氧化效率提高的主要原因,这是相关文献所忽略的.尽管MgO/GAC-2有更大的比表面,但MgO/GAC-1却具有更好的催化臭氧化降解性能.在中性条件下降解乙酸重复10次实验的结果表明,MgO/GAC-1具有更好的稳定性,应用前景良好.     

紫外光在臭氧降解不同有机物过程中的协同作用

利用O3／UV分别对与臭氧有不同反应活性的对氯苯酚、硝基苯、乙酸和草酸进行了降解试验,结果表明,UV与臭氧化降解的协同作用与目标有机物本身的性质有很大关系,在本实验条件下,UV与臭氧的联用反而降低了对氯苯酚的臭氧化降解效率,30min后体系的TOC去除率仅有59％,而单独臭氧化TOC的去除率达到了66％;对硝基苯和草酸而言,UV均明显地提高了臭氧的降解效率,40min时两者TOC的去除率分别为44％和90％,比单独臭氧化处理分别高出了6％和33％;但是,O3／UV对乙酸几乎无降解活性．在这4种有机物的单独臭氧化降解过程中,除对氯苯酚外,水中均可检测到溶解臭氧．以上的实验结果表明,目标有机物对紫外光的吸收及单独臭氧化过程水中溶解臭氧的存在是O3／UV降解效率提高的必要条件．除UV对目标有机物的活化作用外,降解过程的中间产物H2O2也是O3／UV降解效率提高的一个重要因素,UV分解溶解臭氧在此过程可能仅起了辅助作用。     

重污染型河水中典型内分泌干扰物的臭氧氧化去除研究

研究了臭氧直接氧化黑臭河水对于常规污染物和典型内分泌干扰物的去除效果.从南方某条污染严重的黑臭河涌中采集原水,臭氧投加浓度分别为28 mg·L1和42 mg·L-1、对应曝气时间30 min和80 min,考察臭氧氧化对黑臭河水中化学需氧量(COD)、氨氮、色度和浊度,以及正壬基酚(4-n-NP)、叔辛基酚(4-t-O...     

污水深度处理臭氧氧化系统工程造价分析

系统掌握污水深度处理臭氧氧化系统的工程造价构成及其影响因素对降低其工程造价具有重要意义。详细分析了臭氧发生、臭氧投加、臭氧接触反应及臭氧尾气处理等污水深度处理臭氧氧化系统4个子系统的工程造价构成及其影响因素,结果表明:臭氧发生单元的造价所占比重最大,高达60%~70%,其次是臭氧尾气破坏设备(16%~18%)和臭氧投加单元(12%~15%),臭氧接触反应设备的造价所占比重最小,约为3%~5%。影响臭氧氧化系统工程造价的主要因素除处理规模外,还有臭氧投加量、臭氧气体浓度及水力停留时间等工艺参数,其中臭氧投加量和臭氧气体浓度的影响较大。在达到处理要求的情况下,提高臭氧利用率、降低臭氧投加量以及升高臭氧气体浓度,是有效降低臭氧氧化系统工程造价的关键。     

水中本底成分对催化臭氧化分解微量硝基苯的影响

考察了水中本底成分对催化臭氧化分解水中微量硝基苯的影响规律.对比试验结果表明,单独臭氧氧化、臭氧/蜂窝陶瓷催化氧化和臭氧/改性蜂窝陶瓷催化氧化工艺在自来水中比蒸馏水中对硝基苯的去除率分别增加了4.90%、2.47%和5.12%.单独臭氧氧化对硝基苯的分解效率随着镁离子浓度的升高(0～8 mg.L^-1)而增加了6.25%,在相同实验条件下,臭氧/蜂窝陶瓷催化氧化和臭氧/改性蜂窝陶瓷催化氧化对硝基苯的降解效率随着镁离子浓度的升高却降低了11.41%和17.64%;单独臭氧氧化、臭氧/蜂窝陶瓷催化氧化和臭氧/改性蜂窝陶瓷催化氧化在氯离子浓度增加(0～40 mg.L^-1)的情况下对硝基苯的去除率分别下降了4.42%、9.38%和12.24%;低浓度的腐殖酸促进了硝基苯的降解,高浓度的腐殖酸抑制了硝基苯的降解.实验还研究了臭氧投加量和硝基苯初始浓度对硝基苯降解效率的影响.     

环境卫生与卫生工程

机碳(AOc)的去除效果。试验表明:生物陶粒预处理对AOC具有较高的去除率,达到45%左右,如果在它之前先经过预臭氧化,生物处理的去除率可增大到58.4%;常规处理对AOC的去除非常有限,去除率平均在20%左右;新活性炭单元因其吸附作用对AOC的去除效果稳定在30%左右,如和臭氧氧化连用,去除效果提高到50%以上;包括了常规处理、生物预处理、预臭氧和臭氧活性炭的组合工艺对AOC的去除效果最好,达到86%。因此臭氧氧化,生物炭和生物处理是提高饮用水生物稳定性的重要手段,并以本试验结果为依据提出了对于不同的水源水所采用的最佳工艺。图l表2参6X33…     

菲的臭氧不完全氧化及其影响

为了考察生化法代替部分臭氧氧化的可能,对菲进行了臭氧不完全氧化研究采用液相色谱和紫外光谱观察了氧化过程和中间产物的变化,并且测定了中间产物水溶液的总有机碳浓度(TOC)和中间产物对活性污泥氧吸收速率(OUR)的影响.结果表明,菲被臭氧氧化的同时,有中间产物生成;臭氧可以与中间产物反应,但是难以使之矿化;臭氧氧化改善了菲的可生化性臭氧氧化结合生物降解,有望成为兼顾经济性与效率的处理废水中菲的方法.     

水的消毒技术及其对环境的影响

一、水消毒技术的应用水的消毒技术,应用已近百年。最早用于饮用水的消毒剂是臭氧;最早用于废水的消毒剂是氯。臭氧消毒技术,杀菌和杀灭病毒的效果好(杀灭微生物的效果为氯的600～3000倍),产生的有害物极少,能增加水中溶解氧,减少水中的BOD和COD,能脱色去臭、杀灭水中藻类,也能氧化或分解水中的铁、锰、色素、悬浮微粒、有机农药和洗涤剂等,从而,可大大改善水质。臭氧消毒的主要问题是,制取臭氧(火花放电法)的产率低(1％～2％),电能消耗大,基建设备投资也较大,成本很高;此外,臭氧是一种不太稳定的气体,在水中容易分解。所以,该技术一般用于日处理水5000吨以上的大型水厂。近期来,国外开发了电解法产生臭     

轻工业废物处理与综合利用

X790.31200600474臭氧化过程在工业废水中的应用:纺织、牛皮纸E1和乳清废水=Applicationofozonationprocessinindustrialwastewaters:textile,kraftE1andwheyefflu ents[刊,英]/M.R.Assalin…∥Environ.Technol..-2004,25(8).-867～872国图工业过程产生的废水中含有大量的有机和无机化合物。本研究中,将深度氧化过程(AOPs)应用于水污染的控制,研究了不同废水的臭氧化过程。选择了来自纺织、牛皮纸E1和奶酪制造过程的废水作为工业废水的实例。通过总有机碳(TOC)、色度和毒性的降低,对底物矿物化的效率进行了对比分析。结果表明臭氧化…     

环境卫生与卫生工程

X332(X)l(X) 757臭氧一生物活性炭工艺去除水中有机微污染物/于秀娟(哈尔滨工业大学)…//环境污染与防治/浙江省环保局一200。,22(4)一l一3 环图X一3 在臭氧接触反应柱中填装陶粒填料,构成了臭氧一陶粒~生物活性炭饮用水深度净化流程,用该流程对去除水中有机微污染物进行了试验研究。结果表明,臭氧一陶粒~生物活性炭工艺充分发挥了臭氧的强氧化性、陶粒的辅助作用和生物活性炭的吸附过滤及生物降解作用,使cOD。去除率达到近40%,有机物由原来的58种减少到30种,潜在有毒有害物质减少到4种,表明该工艺是一种适宜的饮用水深度净化工艺。图2表…     

蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中草酸的研究

实验比较了单独臭氧氧化、蜂窝陶瓷催化臭氧化和蜂窝陶瓷催化剂吸附3种工艺去除水中草酸的降解效果.结果表明,蜂窝陶瓷催化臭氧化、单独臭氧氧化和蜂窝陶瓷催化剂吸附对水中草酸的去除率分别为37 .6%、2 .2%和0 .4%,蜂窝陶瓷催化剂的存在显著提高了臭氧氧化降解水中草酸的去除效果.添加叔丁醇的浓度为5、10和15 mg·L^-1时,催化臭氧化对草酸的去除率分别降低了24 .1%、29 .0%和30 .1%,证明蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中草酸遵循·OH氧化机理,即非均相的催化剂表面强化了·OH的引发.TOC测试结果显示,蜂窝陶瓷催化臭氧化工艺可以将草酸彻底矿化,无中间产物生成.反应温度与草酸的去除效果成正相关性,当水体温度为10、20、30和40℃时,蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中草酸的去除率分别为16 .4%、37 .6%、61 .3%和68 .2%.     

二氧化铈纳米催化剂的制备及臭氧化应用

分别以Ce(NO3)3.6H2O和(NH4)2Ce(NO3)6作为铈源,通过简便的化学沉淀法,制备了二氧化铈纳米材料,考察了铈源对所得纳米结构、表面特征的影响。并将纳米材料应用于降解废水用臭氧化催化剂。结果表明,铈源的不同,导致纳米材料的表面态不同,从而引起二者的催化性能具有显著差异。其中,以Ce(NO3)3.6H2O为铈源获得的样品显示了较好的催化活性,以臭氧化反应60 min降解苯酚为例,苯酚降解效率提高了70%,开拓了纳米氧化铈作为臭氧化催化剂的新应用,为臭氧化水处理技术提供了新的选择。     

循环冷却水处理的新方法研究

论述了纤维球过滤与臭氧氧化处理循环冷却水的组合方法。试验表明；纤维球过滤具有滤速高、去除效果显著、性能稳定和运行费用低等优点，并为臭氧处理创造了良好的条件，降低臭氧处理的难度、节省臭氧处理的用量和运行成本。而臭氢氧化则具有氧化、阻垢、缓蚀与抑菌等多种作用，从而能使冷却水处理工艺大为简化。     

羟基氧化铁催化臭氧氧化对滤后水卤乙酸生成势的影响

考察了滤后水经过单独臭氧氧化和羟基氧化铁(FeOOH)催化臭氧氧化后5种卤乙酸生成势(HAA5FP)的生成情况.研究了氧化时间、溴离子浓度、滤后水pH值、碱度和O3投量对2种氧化方式下HAA5FP的影响规律.发现该滤后水氯化后的HAA种类为二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)及溴离子存在时有二溴乙酸(DBAA).无溴离子存在时,催化臭氧氧化在5～20min内使得HAA5FP比臭氧氧化后的降低9.5%～18.3%.溴离子浓度增加使HAA5FP减少,催化臭氧氧化后HAA5FP也比臭氧氧化后低更多.中性pH时,催化臭氧氧化比臭氧氧化有更明显的控制HAA5FP的优势.重碳酸盐碱度升高使HAA5FP降低,且2种氧化后HAA5FP的差别减小.O₃/TOC比值为0.45～1.43的臭氧投量范围内,催化臭氧氧化后HAA5FP比臭氧氧化后减少11.2%～28.0%.催化臭氧氧化对滤后水HAA5FP的影响与FeOOH催化臭氧生成羟基自由基的特点密切相关.     

羟基氧化铁催化臭氧氧化对滤后水THMs生成势的控制作用

实验比较了滤后水经过单独臭氧氧化和羟基氧化铁催化臭氧氧化后的三卤甲烷生成势(THMFP).考察了不同的溴离子含量、pH值、碱度、O₃/TOC比例、氧化反应时间、催化剂投量时,2种氧化条件下滤后水THMFP的变化规律.发现羟基氧化铁催化氧化后,滤后水的THMFP比单独臭氧氧化后的降低了30.5%.溴离子浓度较高时THMs以溴代产物为主,羟基氧化铁催化氧化后溴代的THMFP是单独臭氧氧化后的45%～65.5%.在滤后水pH值为6.33～9.43、O3/TOC比值为0.65～2.05、氧化时间为2～20min的条件下,羟基氧化铁催化氧化都表现出明显降低THMFP的优势.碱度升高使2种氧化后的THMFP都降低,且使其差值减小.催化剂存在降低THMFP的最佳投量.催化氧化降低滤后水THMFP的原因是比单独臭氧氧化提高了对TOC的去除率,催化产生的羟基自由基进一步氧化降低了水中有机物卤代活性位的数量.     

臭氧氧化降解水中三氯乙烯的效能研究

卤代烃是地下水污染中常见的有机污染物,三氯乙烯(Trichloroethylene,TCE)作为一种典型的卤代烃,具有高检出率、易挥发、致癌性等特征,而对地下水中TCE的治理一直是研究的热点.因此,本文以TCE为目标污染物,采用臭氧氧化技术对其进行降解效能分析,重点考察了不同臭氧投加量、初始p H、温度、初始TCE浓度对臭氧氧化降解水中TCE的影响,并对反应产物及可能的臭氧氧化机理进行了推测.结果表明,溶液的初始p H、臭氧投加量、初始TCE浓度均会对TCE的降解效率和降解速率产生一定的影响.在优化的实验条件下(p H=9、臭氧投加量5mg·L~(-1)、TCE初始浓度1 mg·L~(-1)、温度30℃),TCE在2 h的降解率可以达到100%,反应结束后TCE脱氯率为71.1%.动力学实验表明,臭氧氧化TCE的反应符合伪一级动力学.热力学研究表明,臭氧氧化TCE的焓变(ΔH)为15.53 k J·mol~(-1),熵变(ΔS)为-226.5 J·mol~(-1)·K~(-1),活化能E_a为18.05 k J·mol~(-1),表明臭氧氧化TCE的反应易于进行.机理研究表明,臭氧氧化降解TCE主要是由臭氧分解所形成的羟基自由基进行的.     

曝气技术对黑臭水体治理效果影响的研究进展

城市水体黑臭已成为全球重要的水污染问题,对黑臭水体的治理已经刻不容缓.曝气技术在提高黑臭水体自净能力方面发挥着重要作用,为了深刻理解曝气技术对黑臭水体水质的提升效果及其对污染物去除效果的影响,综述了曝气对黑臭水体复氧效率以及对黑臭水体中污染物去除率的影响.结果表明:①不同曝气技术的复氧效率不同,纯氧曝气复氧效率最高,达70%.②单独曝气能有效地去除黑臭水体中的污染物,NH₄+-N、COD_Cr和BOD₅的去除率范围分别为3.2%~45.6%、19.5%~84.8%和56.4%~88.2%,同等条件下,曝气与其他技术结合使得污染物去除率显著增加,综合治理后水中污染物去除率在46.8%~98.7%之间,底泥曝气下污染物的去除率比水曝气下污染物的去除率高20%以上.③曝气深度、曝气时间和曝气强度都影响水中污染物的去除率,但对其影响程度不同,且都存在各自的边界条件;另外,曝气强度影响细菌的优势类群,曝气增加了氨氧化菌和反硝化菌的数量及组成.目前仍存在不同曝气技术的复氧效率、曝气边界条件优化、曝气对污染物迁移转化规律、曝气对微生物群落影响等方面研究不足的问题,建议未来我国曝气技术在以下几方面加强研究:①加强不同曝气技术复氧效率的研究;②加强曝气对污染物去除机理研究;③加强曝气边界条件的优化研究;④加强曝气对功能微生物的影响机理研究.