水合氧化铁催化臭氧氧化去除水中痕量硝基苯

以实验室制备的水合氧化铁(IHO)为催化剂,研究了其催化臭氧氧化去除水中痕量难氧化有机物--硝基苯的效能,通过研究叔丁醇对催化反应的影响以及氧化物催化性能之间的对比,间接推断了催化反应的机理.探讨了催化剂投量、水质因素和催化剂重复使用对催化氧化硝基苯的影响.发现IHO对臭氧氧化水中的痕量硝基苯有明显的催化活性,在本实验条件下,以蒸馏水为本底,反应20min时催化氧化硝基苯的去除率比单独臭氧氧化高出44.8%.这种催化作用遵循羟基自由基的途径,氧化物羟基含量多对催化反应有利.本实验条件下催化剂投量最佳为100mg/L,水溶液的pH值接近氧化物零电荷pH值(pH_zpc)时催化作用最明显,水中重碳酸根浓度为2.38mmol/L时催化作用受到显著抑制.催化剂重复使用了5次,其催化活性基本没有变化,没有发现铁离子溶出.     

工业铁屑(零价铁)还原硝基苯影响因素研究

通过静态试验,研究了初始硝基苯浓度、零价铁含量和pH值对零价铁还原硝基苯的影响.结果表明,在pH值为7,硝基苯初始浓度为311.25mg/L条件下,零价铁含量分别是100、50和25g/L时,硝基苯的降解速率常数分别是-0.02991、-0.0165和-0.00783min-1,零价铁含量越大硝基苯的降解速率越大;在pH值为7,零价铁含量为50g/L条件下,硝基苯的初始浓度分别是127.5,311.25,467.01mg/L时,硝基苯的降解速率常数分别是-0.01532、-0.01235和-0.00891min-1;在硝基苯初始浓度为311.5mg/L,零价铁含量为50g/L条件下,pH值为2.94时,硝基苯的降解速率最大,pH值为7其次,pH值为11.89时的降解速率最小,酸性环境利于零价铁还原硝基苯的进行.由此可见,硝基苯浓初始浓度、零价铁含量和pH值对硝基苯的还原具有重大影响.     

有机膨润土负载纳米铁去除废水中硝基苯

用具有良好吸附能力的有机膨润土作载体,通过FeSO4与NaBH4反应制得负载型的纳米铁(NZVL/CTMAB-Bent),用XRD、BET对其性能进行了表征.以硝基苯为目标污染物,试验了 -NZVI/CTMAB-Bent对不同起始浓度硝基苯的去除作用,考察了介质PH对其去除效率的影响,并与相同铁含量的纳米铁(NZVI)进行了比较.此外.还对NZVI/CTMAB-Bent还原硝基苯的机理进行了探讨.结果表明,NZVI/CTMAB-Bent对硝基苯的去除能力远高于相同铁含量的NZVI.也明显优于相同含量的有机膨润土和相同铁含量的NZVI对硝基苯去除率的加和.     

零价铁-过二硫酸盐连续运行体系去除水中硝基苯

水中硝基苯（NB）的高毒性对人体健康具有极大的危害,因此,本文建立了零价铁-过二硫酸盐（Fe0-PS）连续运行体系以降解水中NB.研究结果表明,单独Fe0柱可还原降解NB,Fe0对不同浓度NB的还原效果均较好,随着流速的减慢及初始pH的降低,NB还原效果变好;但还原体系中总有机碳（TOC）基本没有去除,只是生成了中间产物苯胺（AN）.Fe0-PS联合体系中,随着PS的投加,产生的Fe2+活化PS,发生了类Fenton反应,从而使还原产物AN得以氧化降解,TOC去除率可达54.8%;随着Fe0填充量的增加,氧化产物Fe2+随之增加,还原产物AN随之减少.可见,Fe0-PS连续运行体系,以Fe2+为媒介巧妙结合还原与氧化作用,能有效去除NB.     

Fe(0)复合材料的制备及其去除对氯硝基苯的研究

为克服Fe(0)易团聚和氧化钝化的缺陷,以凹凸棒土(ATP)为载体、羧甲基纤维素钠(CMCNa)为表面改性剂,并掺杂少量Ni作为催化剂,构筑了CMCNa-ATP-Fe/Ni复合材料,研究其对水中对氯硝基苯的去除性能、还原途径与机制。研究结果表明,m(凹凸棒土)∶m(铁)为2∶1、投加量为0.5 g/L、反应时间60 min时,95.0%的对氯硝基苯被复合材料脱氯还原为苯胺。去除过程符合L-H模型,说明去除为还原与吸附的协同作用,其中k_1?k_2,因此吸附为速率决定步骤。还原途径与去除机制为:材料中的Fe(0)作为电子供体首先将对氯硝基苯上的硝基还原为胺基,生成了对氯苯胺,随后Ni将Fe(0)腐蚀产物H_2转化为活性氢原子攻击硝基对位的氯,使其被还原脱除。pH值在5～9范围内时,对复合材料还原脱氯有利。升高温度利于反应物越过能垒,加速进行反应。     

臭氧/纳米TiO2催化氧化去除水中微量硝基苯的研究

在悬浮颗粒搅拌混合反应器中,研究了臭氧/纳米TiO2催化氧化去除水中微量硝基苯的性能,结果表明,纳米TiO2催化臭氧化去除硝基苯较单独臭氧氧化有明显的提高,反应20min硝基苯的去除率提高了44%.实验中分别考察了纳米TiO2热处理温度、催化剂投量、臭氧投量、硝基苯初始浓度、pH值对臭氧/纳米TiO2催化氧化去除硝基苯的影响.发现550℃烧结得到的纳米TiO2表现出最好的催化臭氧化活性,在较低的臭氧投量与催化剂用量条件下,硝基苯的去除率可达到56.57%;增大臭氧或者硝基苯的初始浓度,硝基苯的去除率随之提高;但是改变催化剂投量,硝基苯的去除效果几乎不受影响;中性或碱性pH环境利于纳米TiO2催化臭氧化反应的进行.通过研究叔丁醇对纳米TiO2催化臭氧化反应的影响,证明反应遵循羟基自由基(·OH)反应机理.     

阴极电场增强活性炭纤维-臭氧体系去除水中硝基苯

通过对电流强度、反应液初始pH值、电解质种类及浓度等因素分析,探究了电增强活性炭纤维-臭氧体系对水中硝基苯的去除效果和机制.结果表明,与活性炭纤维-臭氧体系比较,电增强活性炭纤维-臭氧体系对硝基苯的去除效率显著提升.电增强活性炭纤维-臭氧体系中电流强度对体系影响不显著,臭氧浓度对水中硝基苯的去除效率有一定影响,反应初始液的pH值对活性炭纤维催化臭氧体系的影响较大.水中无机盐如硫酸钠、硝酸钠及氯化钠的存在会抑制活性炭纤维催化臭氧.此外,单独臭氧对活性炭纤维有破坏作用,降低了活性炭纤维对反应的促进效果,外加阴极电场时,不仅活性炭纤维对有机物的去除效果显著提升,而且保证了活性炭纤维结构不被臭氧所破坏.     

氢基质自养微生物还原降解水中对氯硝基苯的研究

将中空纤维膜微孔曝气和生物膜工艺结合设计出一种新型的水处理工艺——氢基质生物膜反应器(MBfR),其中,中空纤维膜为自养微生物的生长载体,还可作为扩散装置使氢气均匀扩散至生物膜中.同时,对氢基质自养微生物还原降解水中对氯硝基苯(p-CNB)的可行性、还原机理和去除效果进行了研究,并分析了共存的硝酸盐(NO3--N)和硫酸盐(SO24-)对p-CNB还原产生的影响.结果表明,MBfR生物膜中氢自养微生物能有效利用氢气为电子供体生物转化p-CNB,其中,p-CNB经硝基还原生成对氯苯胺(p-CAN),p-CAN再通过还原脱氯生成低毒的终产物苯胺(AN).经过长期运行,MBfR对进水500μg·L-1和2000μg·L-1的p-CNB具有稳定高效的生物降解性能,p-CNB去除率和去除通量最高达到96.9%和0.056g·m-·2d-1.通过投加NO3--N和SO42-发现,p-CNB还原速率随NO3--N和SO42-浓度升高而降低,表明p-CNB还原受到NO3--N和SO24-的抑制.NO3--N和SO24-对p-CNB还原产生的抑制主要与对电子供体(氢气)的强烈竞争和还原产物对脱氯微生物的毒性有关.电子通量分析进一步表明,反硝化或SO24-还原消耗更多的电子,当氢气利用率受限制时将对p-CNB还原产生强烈的电子供体竞争性抑制.     

利用氢基质生物膜反应器去除水中砷酸盐

利用氢基质生物膜反应器(Hydrogen-based membrane biofilm reactor,MBfR)研究了NO3--N负荷、SO42-负荷、As(Ⅴ)负荷、氢分压对水中砷去除效果的影响.结果表明,随着NO3--N进水负荷的增加,As(Ⅴ)和SO42-还原受到明显抑制,系统产生As(Ⅲ)和NO2-的积累;随着SO42-进水负荷的增加,反应器内总砷去除率由78.6%(25 mg·L-1 SO42-)降低至1.1%(200 mg·L-1 SO42-),而此时NO3--N的去除基本不受影响.同时,随着进水As(Ⅴ)负荷从0.25 mg·L-1增至2 mg·L-1,出水SO42-浓度明显升高,反应器内总砷去除率从70.0%降低至47.3%,而此时NO3--N的去除基本不受影响;当氢分压低于0.06 MPa时,提高氢分压可降低出水As(Ⅴ)浓度,当氢分压高于0.06 MPa后便不再是控制因素.由于体系中氢自养还原微生物会优先利用NO3--N和SO42-作为电子受体,因此,为了保证As(Ⅴ)的高效还原去除,必须控制氢分压在0.05~0.07 MPa之间.     

VUV/TiO_2/O_3去除水中微量硝基苯的研究

采用负载在钛片上的二氧化钛(TiO2)薄膜光催化剂,以能发射185 nm真空紫外线(VUV)的紫外灯为光源,研究臭氧强化的真空紫外光催化方法(VUV/TiO2/O3)对水中微量硝基苯的去除效果.结果表明,VUV/TiO2/O3是一种有效地去除水中微量硝基苯的方法,VUV/TiO2/O3的表观一级反应速率常数比UV/TiO2/O3和VUV/O3分别高102.8%和30.8%,去离子水中50 μg/L的硝基苯反应60 s后就降低到检测限以下.VUV/TiO2/O3对硝基苯的降解速率随臭氧投加量的增加而显著增大,臭氧投加量1.52 mg/L时的反应速率比不加臭氧时提高了134.4%;虽然表观一级反应速率常数随初始浓度增加而稍有下降,但初始浓度170 μg/L的硝基苯反应2 min后也无法检出.水中常见的重碳酸盐和腐殖酸对硝基苯降解有显著的抑制作用,两者浓度分别为2 mmol/L和3.2 mg/L时,VUV/TiO2/O3对硝基苯的表观反应速率常数分别下降82.9%和71.6%,反应速率常数的倒数与重碳酸氢根浓度线性相关.VUV/TiO2/O3能快速有效地去除地表水(含碳酸盐和天然有机物)中的微量硝基苯,4 min内初始浓度为90 μg/L的硝基苯去除率达到96%,UV254降低了80%.     

水流模拟断面中硝基苯的迁移转化规律

采用实验室模拟装置研究了4,10和20 ℃条件下,封闭、开放状态和不同环境因素影响下硝基苯污染水团流经模拟断面前后, 硝基苯在上覆水与沉积物中的迁移转化规律. 结果表明:封闭、开放状态模拟断面上覆水和沉积物中硝基苯迁移分配受温度变化影响显著;开放状态下,上覆水、沉积物中硝基苯变化量均低于封闭状态. 挥发不但影响硝基苯在沉积物-上覆水间的迁移分配,而且能促进沉积物中硝基苯的解吸;光照对模拟断面硝基苯迁移转化无影响. 对于相同的沉积物和上覆水,影响模拟断面系统中硝基苯迁移、分配的因素依次为温度、挥发和光照. 分析实验结果和材料推测,硝基苯在该实验条件下不存在降解转化.      

垃圾焚烧炉HCl脱除技术的研究现状与展望

在焚烧法被广泛用来处理医疗垃圾的同时,焚烧时产生的HCl对受热面及人体的危害也日益引起人们的重视。文章综述了HCl控制技术的研究现状;概括了温度、粒径、CO2以及水蒸气对HCl脱除的影响;对未来垃圾焚烧炉脱氯技术的发展方向进行了展望。     

双碱法烟气脱硫技术影响因素分析

双碱法在中小型燃煤锅炉的烟气脱硫上有着较广泛的应用,它克服了其他湿法脱硫容易结垢的缺点,且脱硫效率高。主要介绍近几年国内双碱法烟气脱硫效率主要影响因素的理论和实验研究现状,分析了pH值、钠离子浓度、液气比、硫酸根离子的比例和进口二氧化硫浓度等因素对该技术的脱硫效果的影响,提出了该技术目前存在的问题及其今后的发展方向。     

微电解处理间二硝基苯生产废水的研究

采用微电解—混凝沉淀工艺对间二硝基苯生产废水进行预处理。确定了最佳工艺参数;pH为3,停留时间为60min,铁碳比为2∶3。经处理后间二硝基苯生产废水的生化性大大提高,废水中硝基苯的去除率可达到70％以上。     

脱氮型生物反应器填埋场中N_2O产生潜势分析

阐述了微生物硝化和反硝化过程中N2O的产生机理以及影响因素,重点介绍底物浓度、O2量、含水率、pH、温度等因素对N2O产生的影响。根据N2O产生机理及影响因素分析,结合脱氮型生物反应器填埋场运行过程中不同影响因素的变化,对脱氮型生物反应器填埋场N2O的产生进行了分析探讨。认为相比于其他生物反应器填埋场,脱氮型生物反应器填埋场可能会增加N2O的产生量,该问题需要进行深入研究。     

人工湿地水处理技术研究进展存在问题与改进

论述了人工湿地技术的除污机理和影响因素,并介绍了目前该技术所存在的问题,同时针对问题提出了相应的解决方法。     

一株好氧反硝化菌的筛选鉴定及固定化研究

从污水处理厂的活性污泥中筛选得到1株好氧反硝化细菌(YS),对其进行分子生物学鉴定和理化性能测试,并考察了该菌株固定化前后反硝化能力的变化.鉴定结果表明,菌株YS为反硝化产碱菌(Alcaligenes denitrificans).菌株经固定化后,其酶活力有所下降,但稳定性增强,在4 ℃下储存50 d后,固定态菌株对硝酸根的去除率仍可维持在80%以上,而游离态菌株仅为15%.在pH 7.0条件下,固定态菌株的反硝化率比游离态菌株低3%左右,但当pH降低至5.0时,固定态菌株对硝酸根的去除率为72.4%,比游离态菌株高2.6%,表明固定态菌株比游离态菌株更适应于弱酸的环境.在不同的工艺条件下,固定态菌株与游离态菌株反硝化能力的变化趋势相同.菌株YS的最适条件为:接种量1.5%左右,pH为6.0,C/N比为11,葡萄糖为碳源.     

生物滴滤器去除挥发性有机物的影响因素

生物滴滤器用于处理挥发性有机物,有机物的去除效率受到许多因素的影响。总结和讨论了填料、营养液、进气等诸多因素对生物滴滤器性能的影响。这些讨论结果有助于在生物滴滤器实际应用中选择合适的设计和操作条件,从而达到更佳的处理效果。     

光电Fenton技术处理污泥深度脱水液研究

以光电Fenton技术处理污泥深度脱水液,试验结果表明,利用光电Fenton技术能快速有效地去除废水中的污染物.在最佳试验条件下,即初始pH为3.0,H2O2投加量65.3 mmol·L-1,FeSO4投加量6.53 mmol·L-1[n(Fe2+)∶n(H2O2)=1∶10),外加电压为7.5 V时,经光电Fenton技术处理20 min后污泥脱水液的COD去除率可以达到59.0%.同时TOC、TN、NH+4-N及TP的去除率也分别达到了49.3%、20.6%、73.6%和96.5%.该项研究为光电Fenton技术在废水处理中的应用提供了参考.