超声波/铁粉对废水2,4-二氯酚的降解研究

采用超声波/铁粉协同作用,降解废水中的2,4-二氯酚,考察了超声功率、铁粉投加量、2,4-二氯酚初始质量浓度、溶液初始pH值等因素,对2,4-二氯酚降解效果的影响,并对其动力学进行了初步探讨。结果表明：超声波与铁粉具有明显的协同效应。在超声波与铁粉的协同作用下,2,4-二氯酚的降解效率,随着超声功率的增大和初始质量浓度的减小而增大,随着铁粉投加量的增加而增大,但铁粉的投加量达到20 g/L时,降解效率的增幅趋于平缓。在pH值为4的弱酸性条件下,2,4-二氯酚的降解效率最佳,pH值为8时,降解效率次之,在中性或弱碱性条件下,降解效率最差。投加适量的铜作催化剂,可提高2,4-二氯酚的降解效率。本实验条件下,催化剂Cu^2＋的最佳投加量为0.256 g/L。超声波/铁粉协同作用对2,4-二氯酚的降解过程符合一级动力学反应规律。协同体系中,2,4-二氯酚降解速率比单独超声降解和铁粉单独作用时的降解速率分别提高了大约13倍和5倍。     

超声联合过硫酸钠去除水中三氯生

采用超声(US)联合过硫酸钠(SPS)对水中三氯生(TCS)的去除进行了研究,GC/MS鉴定识别了联用工艺降解产物,考察了US功率、SPS的投加量、pH值、碳酸盐和溴离子等对TCS去除的影响。结果表明2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为其主要降解产物,US/SPS工艺强化了单独US去除效果,SPS浓度为4 mmol·L~(-1),US功率为600 W时,初始浓度为410μg·L~(-1)的TCS 120 min后去除率可达100%。TCS的降解符合拟一级反应动力学方程,其动力学常数K=0.028 min~(-1)。TCS的去除率随SPS浓度的增加先增大后减小,实验范围内(0~600 W)TCS去除率随US功率增加而增大,强酸强碱环境不利于TCS的去除,TCS去除率随碳酸氢钠浓度的增加先减小后增大,碳酸钠的加入对TCS去除影响不大,溴离子对TCS的去除具有抑制作用。     

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.     

UV及UV/US降解对二氯苯水溶液的研究

使用紫外光(UV)和超声波(US)降解水溶液中的对二氯苯(p-DCB)。考察了p-DCB初始浓度,初始pH、腐殖酸和H2O2的存在对p-DCB光解的影响。结果表明,较低的初始浓度或弱酸性pH有利于p-DCB降解。溶液中存在20 mg/L的腐殖酸可使p-DCB的反应速率常数提高32.6%。加入氧化剂H2O2可以显著提高p-DCB的降解率,在[p-DCB]0=0.1 mmol/L,[H2O2]0=0.1 mmol/L,pH0=5.8,反应180 min条件下,p-DCB的降解率为95.5%。超声波对p-DCB的降解速率(14.6×10-3/min)大约是紫外光(4.3×10-3/min)的3.4倍,紫外光-超声波耦合时的降解速率(20.6×10-3/min)大于两者单独降解速率的加合。在各种实验条件下,p-DCB的降解均遵循表观一级动力学。     

水溶液中活性艳红KE-3B的臭氧超声联合脱除

采用臭氧/超声联合技术去除模拟废水中的活性艳红KE-3B。臭氧/超声处理前后KE-3B的紫外可见吸收谱没有明显的变化。臭氧/超声联合作用、单独臭氧化和单独超声处理脱除活性艳红KE-3B模拟废水5 min后的去除率分别为97%、73%和5%,表明臭氧/超声联合降解活性染料具有更高的氧化速率。实验研究了pH值、臭氧投加量、超声能量密度、反应温度对超声/臭氧降解活性艳红KE-3B反应速率的影响,在实验研究范围内,随着溶液初始pH的增大,KE-3B的去除率先增大后减小,超声能量密度的改变对KE-3B的去除影响不大,温度升高有利于氧化反应的进行。在溶液初始pH值为9.0,臭氧投加量3.2 g/h,超声能量密度176 W/L,反应温度20℃时,浓度为100 mg/L的活性艳红KE-3B溶液的去除率最高。     

零价铁与双氧水异相Fenton降解活性艳橙X-GN

采用Fe0与H2O2构成异相Fenton体系降解偶氮染料活性艳橙X-GN,考察了初始pH、H2O2和Fe0投加量、温度等对反应过程的影响。实验结果表明,在初始pH值为3.0、Fe0投加量为0.8 g/L、H2O2投加量为5 mmol/L和反应温度30℃的条件下,反应60 min后活性艳橙降解率达到96.2%。Fe0与H2O2投加量都存在一个最佳范围,当Fe0与H2O2浓度大于0.8 g/L和5 mmol/L时,羟基自由基会通过其他方式消耗,致使活性艳橙降解率下降。酸性条件和提高温度均有利于反应的进行。反应符合准一级动力学,表观反应速率常数k为0.064 min-1(30℃),反应活化能为80.62 kJ/mol。UV-Vis光谱扫描表明,反应过程中活性艳橙的发色基团及苯环结构均被破坏。     

Ba/TiO2/MCM-41光催化降解对硝基苯甲酸

以钛酸丁酯为钛源、MCM-41分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂与负载相结合的光催化剂Ba/TiO2/MCM-41。结果表明:Ba/TiO2/MCM-41是一种比表面积高达341.2 m2/g的介孔材料,主要晶相为锐钛矿相,比P25有更强的紫外光吸收。将Ba/TiO2/MCM-41用于光催化氧化水中的对硝基苯甲酸,当催化剂投加量为0.5 g/L,对硝基苯甲酸初始pH为4、浓度为2×10-4mol/L时,紫外光照30 min后,对硝基苯甲酸降解率达到96.0%。用紫外光谱、红外光谱和高效液相色谱分析对硝基苯甲酸降解前后的变化,发现随着光照时间延长,苯环上的硝基、羧基吸收峰逐渐减弱;对硝基苯甲酸首先被降解为一些中间小分子产物,随着反应进行,小分子物质也逐渐被降解。     

均相催化强化US/FCME协同体系降解硝基苯

考察了NaCl、AlCl3、Na2SiO3、CuSO44种均相催化剂对超声波(US)/铁炭微电解(FCME)协同体系降解硝基苯的催化效果,结果表明,CuSO4的催化效果最好,在体系反应液初始pH为3.0,混合填料投加量为5.0 g/L(铁炭质量比为1∶1),CuSO4投加量为800 mg/L时,体系对硝基苯的降解率达到99.2%,但溶液COD值仅下降了24.6%,矿化效果一般,红外光谱分析表明降解体系的主要中间产物为苯胺。     

UV/TiO2光催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯

酞酸酯是环境中普遍存在的有机污染物(内分泌干扰物)之一。利用UV/TiO2光催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP),讨论了溶液pH、TiO2投加量及DMP初始浓度等因素对DMP降解的影响。结果表明,DMP为10mg/L左右时,TiO2投加量为0.2～0.5g/L、pH=7是比较理想的降解条件;DMP初始浓度越高,其降解率则越低。研究了Langmuir-Hinshelwood模式下DMP在TiO2表面的吸附与催化活性的关系,发现DMP主要通过吸附在催化剂的表面而非在溶液本体中发生降解。线性回归计算所得光照条件下的吸附常数远大于无光照条件下的吸附常数,可能是由于UV和TiO2体系之间产生协同效应,提高了UV/TiO2体系对DMP的降解效果。另外,初步分析了可能的降解反应机制。     

Ba/TiO_2/MCM-41光催化降解对硝基苯甲酸

以钛酸丁酯为钛源、MCM-41分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂与负载相结合的光催化剂Ba/TiO2/MCM-41。结果表明：Ba/TiO2/MCM-41是一种比表面积高达341.2 m2/g的介孔材料,主要晶相为锐钛矿相,比P25有更强的紫外光吸收。将Ba/TiO2/MCM-41用于光催化氧化水中的对硝基苯甲酸,当催化剂投加量为0.5 g/L,对硝基苯甲酸初始pH为4、浓度为2×10-4mol/L时,紫外光照30 min后,对硝基苯甲酸降解率达到96.0%。用紫外光谱、红外光谱和高效液相色谱分析对硝基苯甲酸降解前后的变化,发现随着光照时间延长,苯环上的硝基、羧基吸收峰逐渐减弱;对硝基苯甲酸首先被降解为一些中间小分子产物,随着反应进行,小分子物质也逐渐被降解。     

粉煤灰沸石负载Ce3+/TiO2光催化降解水中的菲和荧蒽

以钛酸四丁酯为前驱体,粉煤灰合成沸石为载体,采用溶胶-凝胶方法,在低温条件下制备了稀土铈掺杂的TiO₂光催化剂。利用SEM-EDS、XRD、FTIR对催化剂进行了分析和表征。以高压汞灯为灯源,对多环芳烃菲、荧蒽的降解进行了研究。实验考查了稀土铈掺杂质量分数、催化剂用量、溶液pH、目标物初始质量浓度等因素对光催化降解的影响,研究了其光降解动力学。结果表明,当稀土铈含量为0.5%,催化剂用量为3 g/L,pH偏碱性时,催化效果最佳。光催化反应符合Langmuir-Hinshelwood 动力学规律,菲、荧蒽的降解过程符合一级反应动力学,反应速率常数分别为0.0126 min^-1,0.0099 min^-1。     

满江红干体对锌离子的生物吸附

以满江红干体为生物吸附剂,研究了不同条件下对废水中Zn²⁺的净化作用。结果表明,满江红干体对Zn²⁺的吸附是一个快速的过程,前5 min的吸附量达到最大吸附量的62.9%,30 min达到吸附平衡;初始pH值对Zn²⁺的吸附有显著的影响,最适pH值为6;随着干体量的增加,吸附率逐渐提高而吸附量则降低;随着Zn²⁺初始浓度的增加,吸附率逐渐降低而吸附量则提高。满江红干体对Zn²⁺的吸附符合Langmuir吸附等温线方程,最大吸附容量达57.5 mg/g。5次吸附解吸循环实验数据表明,重复次数和再生处理对满江红干体的吸附能力没有产生显著影响。因此,满江红干体在处理含Zn²⁺废水中的重复使用是可行的。     

双频超声辐射协同H2O2降解偶氮染料废水的研究

采用双频超声协同H₂O₂降解酸性绿20染料废水,考察超声功率密度、染料初始浓度和pH、饱和气体及H₂O₂投加量等因素对酸性绿20降解效果的影响,结果表明,在给定实验条件下,双频降解效果优于单频超声波,且降解率随超声功率密度的增大而增大。酸性条件有利于酸性绿20的降解,当染料废水初始pH=4可取得最佳的降解效果;酸性绿20的降解效率随染料初始浓度的增大而降低,其优化初始浓度为40 mg/L。在反应体系中通入空气并投加H₂O₂,可取得最佳的降解效果。在优化实验条件下, 采用双频超声协同H₂O₂降解5 h,酸性绿20的色度和TOC去除率分别为94.6%和36.3%;分析降解前后的紫外可见光谱图可知,酸性绿20并非完全被降解为CO₂和H₂O,而是生成一些小分子有机中间体。     

活性炭-微波辐照处理丁腈胶乳生产废水的研究

以活性炭-微波辐照工艺处理丁腈胶乳生产废水,考察了催化剂的种类及用量、废水初始浓度、废水初始pH值、微波辐照时间和微波功率等对废水COD去除率的影响.结果表明,采用3 g粉末活性炭处理100 mL COD浓度为3500 mg/L左右的丁腈胶乳废水,在微波辐照功率为200 W,辐照时间4 min的条件下,废水COD去除率最高可达96.6%.动力学研究表明,在最佳操作条件下的反应表观过程近似符合一级反应规律,动力学方程为In(C0/C)=0.6034t 0.9247(R=0.9926),反应速率常数k=0.6034 min-1,半衰期t1/2=1.15 min.     

超声波-零价铁协同降解废水中活性深蓝M-2GE的研究

研究了超声波-零价铁对废水中活性深蓝M-2GE的协同降解,探讨了铁粉添加量、超声波功率、介质pH和染料的浓度等对活性深蓝M-2GE降解效率的影响。结果表明,零价铁的存在可显著提高废水中活性深蓝M-2GE的超声降解效率,其降解率随着铁粉添加量的增多而升高。介质pH对活性深蓝M-2GE的降解有显著影响,pH=3时降解率最高。另外增大超声功率有利于有机污染物的降解,有机染料的浓度越低,降解率越高。     

响应面优化CCl4增强超声降解左旋氧氟沙星模拟废水

利用响应面优化实验设计方法对CCl₄增强超声降解左旋氧氟沙星模拟废水的影响因素进行探讨和分析,考察了溶液初始pH值、超声功率、左旋氧氟沙星初始浓度的影响。应用Box-Behnken中心组合设计得到一个二次多项式数学模型,确定了US/CCl₄降解左旋氧氟沙星的优化条件:初始pH值6.8,超声功率189 W,左旋氧氟沙星初始浓度为5 mg/L时,左旋氧氟沙星的去除率达到最大(82.99%)。经实验验证, 实际值与模型预测值吻合性良好,偏差仅为0.036%。     

微波辅助光催化降解阿特拉津的表观动力学

以内分泌干扰物阿特拉津为目标物,建立循环流化床微波辅助光催化体系,研究其微波辅助光催化降解规律。表观动力学研究发现,当阿特拉津初始浓度较低时,其在微波辅助光催化体系中的降解符合表观一级反应动力学特征。降解反应速率常数与阿特拉津初始浓度呈负线性相关,与紫外光强呈正线性相关,与催化剂浓度呈抛物线性相关。表观反应速率常数kobs=3.95×10-4c-0.27030I1.2224W0.3283,该模型计算值与实验值吻合较好,平均相对偏差仅为0.5%,可用于预测微波辅助光催化降解低浓度有机污染物的反应规律。     

A new approach to quantify the degradation kinetics of linuron with UV, ozonation and UV/O3 processes

The degradation of linuron, one of phenylurea herbicides, was investigated for its reaction kinetics by different treatment processes including ultraviolet irradiation (UV), ozonation (O₃), and UV/O₃. The decay rate of linuron by UV/O₃ process was found to be around 3.5 times and 2.5 times faster than sole-UV and ozone-alone, respectively. Experimental results also indicate overall rate constants increased exponentially with pH above 9.0 while the increase of rate constants with pH below 9 is insignificant in O₃ system. All dominant parameters involved in the three processes were determined in the assistant of proposed linear models in this study. The approach was found useful in predicting the process performances through the quantification of quantum yield (rate constant for the formation of free radical HOO⁻ from ozone decomposition at high pH), rate constant of linuron with ozone (k_O3,LNR), rate constant of linuron with hydroxyl radical (k_OH,LNR), and α (the ratio of the production rate of OH and the decay rate of ozone in UV/O₃ system).     

固定化小球藻与活性污泥的共生系统处理含锌废水

研究固定化小球藻与活性污泥的共生系统对含锌废水中Zn2+的去除效果,分析菌藻状态、初始Zn2+浓度、pH、固定化菌藻小球投加量和菌藻体积比等5个因素对固定化菌藻共生系统去除Zn2+的影响。结果表明,固定化活性污泥、固定化小球藻和固定化菌藻对Zn2+的去除效果均优于悬浮小球藻,其中固定化菌藻对Zn2+的去除效果最好;废水中初始Zn2+浓度小于100 mg/L时,固定化菌藻系统对废水中Zn2+的去除率达到90.5%;固定化菌藻系统去除废水中Zn2+的最佳条件是:初始Zn2+浓度为80 mg/L,pH=7,固定化小球投加量为80 mL,菌藻体积比为1∶2。     

微波诱导鳞片石墨-H2O2催化氧化处理甲基紫废水

研究微波诱导鳞片石墨-H₂O ₂催化氧化处理甲基紫废水工艺,探讨各种因素的协同作用及对废水脱色效果的影响,并采用SEM、EDX、XRD和FTIR对新鲜及使用6次后的鳞片石墨进行表征。结果表明,微波诱导鳞片石墨-H₂O₂能高效快速降解废水中的甲基紫;在50 mL初始pH为3,质量浓度为10 mg/L的甲基紫废水中, H₂O₂用量1 mL/L,鳞片石墨 3 g/L,微波输出功率259 W,微波辐射时间9 min的最佳处理工艺条件下,甲基紫脱色率达到了98.80%;微波、鳞片石墨、H₂O₂体系对甲基紫废水降解效果明显,产生协同效应。紫外-可见光谱分析表明,废水中甲基紫结构被破坏,但仍含有少量苯环等小分子。动力学研究表明,脱色反应符合一级反应动力学规律,反应速率常数k为0.42613 min^-1,反应半衰期t_1/2为1.626 min。