高级氧化法氧化含邻硝基甲苯废水过程的动力学

研究了水溶液中邻硝基甲苯在有O3或O3／H2O2情况下的氧化反应过程，并建立了动力学模型。在293K、pH值3－10条件下对反应进行测定。实验结果表明，臭氧衰减速率对于O3来说反应级数为1，而对于邻硝基甲苯来说则随pH值变化和H2O3的有无而变化，实验结果与理论预测相吻合。     

臭氧氧化反应的探讨

前言用臭氧处理废水,是近年来发展的一种新技术。由于臭氧的氧化还原电位高(酸性介质中为+2.04伏,中性介质中为+1.65伏,碱性介质中为+1.24伏),适宜一些难降解的、毒性强的化合物的氧化分解。臭氧能把水中分子量大、毒性强的化合物氧化为分子量小、毒性低的化合物;能有效地去除     

臭氧氧化去除吐氏酸溶液COD的动力学研究

研究了臭氧氧化条件下，吐氏酸水溶液在鼓光反应器内的COD去除动力学，考察了pH值、温度、自由基抑制剂及进气口臭氧浓度等因素对反应的影响。结果表明：在pH=8左右时，COD去除效果较好；在17－30℃范围内，温度对反应影响不大；自由基抑制剂明显影响氧化效果，说明氧化过程是分子臭氧和其分解产生的自由基共同参与的结果；氧化降解效果与进气中臭氧浓度与正相关；臭氧氧化明显改善吐氏酸的生物降解性能，BOD5／COD可达0．18。研究表明：吐氏酸臭氧化的COD去除过程符合一级反应动力学。     

Fenton高级氧化工艺降解苯酚模拟废水的动力学实验研究

针对Fenton高级氧化反应动力学过程进行了精细研究和深入探讨,结果表明:Fenton氧化法降解苯酚模拟废水的过程并不是单纯地符合一级动力学过程,其降解过程符合公式的形式。实验还研究了过氧化氢、亚铁离子、pH值等反应参数与反应进程的关系,为其实际应用提供了数据积累和理论依据。     

臭氧氧化法处理实验室苯酚废水

臭氧氧化法在废水处理中有广迁的应用，鉴于酚类化合物在实验室废水中存在的普遍性及其对环境污染的严重性．选用了苯酚作为模型污染物．考带了臭氧氧化法的处理效果，研究了废水初始pH值和气体流量对苯酚的降解效率和臭氧利用率的影响规律。实验结果表明，废水初始pH值对臭氧氧化去除废水中苯酚和臭氧利用率的影响均很大．综合考虑各方面因素．确定出臭氧氧化处理实验室苯酚废水的最佳pH值为10.3。最佳气体流量为1．6L／M1n.为臭氧处理实验室废水打下基础。     

废水臭氧接触反应装置的传质过程

臭氧氧化消毒由于具有优良特性而常用于各种给水和废水处理工艺之中，本文概括和总结了常见的臭氧接触反应装置的运行特点，并根据化学反应工程学的基本理论对臭氧接触反应装置的传质过程进行了分析，依据Ｆｉｃｋ定律和双膜理论，测试和比较了不同孔径的微孔扩散器的总传质系数，对臭氧接触反应装置的工作效能进行了评价。     

取代苯酚臭氧氧化表观速率常数的QSPR研究

在298 K,1.013×105 Pa条件下,对22种取代苯酚在水溶液中的臭氧降解过程的动力学进行了实验研究,采用紫外分光光度法测定了降解过程中取代苯酚的浓度,并求得反应级数和反应表观速率常数。使用Gaussian 98程序中B3LYP6-311G**方法,计算了取代苯酚的结构参数及热力学参数,并采用QSPR方法研究了表观速率常数与其结构及热力学参数之间的关系。研究结果表明:取代苯酚的臭氧氧化反应属0级反应,表观速率常数与其结构和热力学参数之间存在线性关系,相关方程的相关系数R2=0.978,标准误差SD=0.050,分子的极化率是影响表观速率常数的主要因素。     

滴流床苯酚催化湿式氧化反应动力学及反应器模型

在自制的滴流床反应器中,以苯酚配水溶液为研究对象,采用负载型MnO_x/γ-Al₂O₃作为催化剂,研究了苯酚催化湿式氧化过程.通过实验数据的拟合分析,提出了苯酚催化湿式氧化本征反应速率表达式,计算了液体流率为1.6　L/h时不同温度下催化剂外表面湿润效率以及不同温度下与一定的氧分压相平衡的水中溶解氧浓度;由实验数据拟合得到苯酚催化湿式氧化表观反应动力学模型参数,并建立了关于积分式滴流床苯酚催化湿式氧化的反应器模型,比较了不同氧分压、进液苯酚质量浓度、进液流率下苯酚去除率的计算值与实验值.结果显示:当氧分压大于1.0 MPa时,计算值与实验值能较好吻合,当氧分压较低时,氧气从气相到液相存在一定的传质阻力.在苯酚进液质量浓度为0～5 000 mg/L时,苯酚对催化氧化反应的抑制作用不明显.在进液流率为0～2.05 L/h时,存在一定的外扩散阻力.      

滴流床反应器中苯酚催化湿式氧化集总反应动力学研究

在自行研制的滴流床反应器中,以苯酚配水溶液作为研究对象,采用负载型CuO/γ-Al2O3作为催化剂,于连续流工况下实验研究了苯酚催化湿式氧化(CWO)过程,建立了滴流床反应器拟均相一维活塞流模型,并结合集总动力学反应模型对实验数据进行拟合.该模型计算值均能较好的预测实验结果;模型引入了集总动力学概念,较深入地解释了催化湿式氧化反应过程.由模型计算所得的动力学参数表明,在所使用的催化剂上苯酚较易氧化为中间产物,但苯酚和中间产物的深度氧化不易进行.     

臭氧氧化对城市二级处理水中溶解性有机物特性的影响及反应动力学分析

通过试验研究了臭氧氧化对城市二级处理水中有机物特性的影响。结果表明,适当的条件下臭氧氧化可提高水的可生化性,不同接触时间水中有机物的分子量分布特征不同;臭氧对水中有机物的氧化过程分为3个阶段,均属于一级反应,并得出了相应的动力学方程。利用上述结果,选择适当的控制条件,为臭氧预氧化与不同型式膜组合实现城市污水的高效低耗的再生利用提供一定的理论依据。     

过氧化氢加Fe~(3+)作催化剂处理含酚废水的研究

采用H_2O_2/Fe~(3+)对合酚废水进行了催化氧化的研究。对于溶液pH值、过氧化氢浓度、铁离子浓度与酚、COD、TOC去除的关系作了探讨。结果表明,在酸性pH值范围内,Fe~(3+)作催化剂可获得不低于Fe~(2+)作催化剂时的催化活性,对酚、COD和TOC都有较好的去除率。而在初始pH=7时,Fe~(3+)作催化剂的反应活性明显降低。自动连续控制溶液pH=7.0±0.2时,无论是高铁或低铁离子都大幅度降低其反应活性。同时也证实,低浓度铁离子不论是Fe~(3+)或Fe~(2+)也都降低其催化反应活性。     

双氧水强化微电解法模拟降解苯酚的研究

苯酚是最简单的有机模型化合物,对其进行降解试验有助于了解微电解作用机理,为含酚废水的治理提供试验方法及工艺参数。试验得出最佳工艺为:当进水pH=3,H2O2加入量为0.1％,反应时间10 min时,出水TOC去除率>90％。发现进水中H2O2的加入对微电解法具有明显的强化作用,对作用机理进行了探讨。     

催化湿式过氧化氢氧化苯酚的诱导期研究

针对诱导期发生机制及影响因素尚不清楚问题,采用自制化学反应装置和批动力学试验方法,研究了黏土基催化剂催化过氧化氢（H₂O₂）氧化苯酚过程中诱导期发生的原因及其关键影响因子。结果表明：H₂O₂扩散或吸附到催化剂金属活性位及随后的表面修饰（通过≡Fe（III）还原到≡Fe（II）降低pH）共同决定了诱导期;Fermi’s方程能很好地拟合苯酚氧化过程（R²>0.99）;反应温度和溶液pH强烈影响诱导时间（t_I）,随温度增加和pH降低,t_I分别从59和129 min降到22和0 min（没有诱导期）,而催化剂与H₂O₂用量对t_I的影响相对较小,随催化剂和H₂O₂浓度增加,t_I分别从69和75 min降到32和52 min。尽管诱导时间可通过调整反应参数缩短或消除,但考虑到成本和环境风险,在用黏土基催化剂处理实际含酚废水时应采纳适宜的反应条件：H₂O₂和苯酚质量浓度摩尔比为15,催化剂浓度为0.8~1.0
g/L,温度为30~40 °C,介质pH（不调整）,反应时间为2 h。     

Pd/C气体扩散电极用于电生成H2O2降解苯酚的研究

采用自制的Pd/C气体扩散阴极和Ti/IrO2/RuO2阳极,在无隔膜电解槽中对苯酚模拟废水降解效果及机制进行了研究,采用电子自旋共振法(ESR)对电解体系中产生的羟自由基(·OH)进行了检测.结果表明,在Pd/C气体扩散体系中掺杂Pd催化剂可以促进H2 O2的生成(H2 O2的稳定浓度是7.5 mg/L),有利于·OH的产生.经电化学氧化处理120 min后,苯酚和COD的去除率分别达到97.2%和50%,表明在电催化氧化过程中苯酚被氧化生成了大量低分子量中间产物.废水的BOD5/COD值达到0.73是处理前的9.1倍,苯酚废水的可生化降解性通过电化学氧化处理后显著提高.在该电化学体系中苯酚的降解是在阳极直接、间接氧化及阴极产生的H2 O2、·OH的氧化共同作用下完成的.通过对紫外扫描光谱图的分析推断出苯酚在电解过程中有醌类物质生成;由GC-MS检测到了邻苯二酚、对苯二酚、苯醌等芳香族化合物和己二酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、丁二酸、丙二酸、乙二酸等短链羧酸,据此提出了苯酚降解的可能历程.     

双氧水对废水化学需氧量测定的影响

废水中双氧水的存在影响化学需氧量的测定，其浓度增大，影响愈明显。加氢氧化钠碱化，对废水中低浓度双氧水分解作用不大，不能使用溶液碱化的方法去除废水中低浓度的双氧水。     

Fenton试剂加硫酸处理高浓度含酚废水的研究

研究了硫酸、Fenton试剂对酚的催化降解作用，证实了硫酸与Fenton试剂对酚的催化降解具有协同作用。H_2SO_4－Fenton试剂对高浓度含酚废水的处理结果说明，在Fenton试剂中加入硫酸可大大增加其对酚的降解能力。与单独的Fenton试剂法比较，当H_2O_2∶COD（重量比）＜0．8时，本法对COD≥14000mg／L含酚废水COD去除率可提高40％以上，对高浓度含酚废水具有很好的处理效果。     

芬顿氧化试验中残余双氧水对CODcr测定的影响研究

在采用Fenton高级氧化技术对垃圾压滤液进行处理时,作为氧化剂的双氧水经常不能完全消耗。而使用重铬酸钾法进行CODcr测定时,待测水体中残余的双氧水会表现出还原性而消耗重铬酸钾,对最终CODcr测定结果产生影响。本文分析了在垃圾压滤液中不同浓度双氧水对CODcr测定的影响大小,得出双氧水浓度对CODcr影响曲线,同时为消除双氧水对CODcr测定结果影响,在试验中投加过量硫酸亚铁与双氧水反应,当投加量达到理论反应量的1.0～1.2倍时,对双氧水去除效果最好,使后续的CODcr测定试验更加准确。     

活性炭催化过氧化氢去除荧光增白剂

研究了活性炭(activated carbon,AC)吸附、改性活性炭(activated carbon modified,ACM)吸附、过氧化氢(H2O2)氧化、AC催化H2O2等方法对水体中荧光增白剂VBL的处理效果,并通过自由基俘获剂叔丁醇、催化过程气体分析等探讨了AC催化H2O2分解VBL的机制.结果表明,经硝酸铁[Fe(NO3)3]改性过的ACM对VBL的吸附去除率高于未改性的AC.活性炭催化H2O2对VBL的去除效果明显,但未改性AC催化去除率高于ACM.60 min时,AC催化氧化去除率即可达到95%以上,而ACM仅为58%.叔丁醇的加入降低了AC和ACM催化氧化对VBL的去除率,表明AC催化H2O2氧化能促进H2O2形成羟基自由基(·OH)和原子氧参与反应.AC催化H2O2分解及释放气体分析表明,AC能催化H2O2形成氧气并放热,且ACM明显快于AC.结合催化H2O2去除VBL效率的结果分析,ACM催化反应时活性中间物(自由基和原子氧等)产生速率快于AC,活性中间物自身消耗形成氧气,而不是用于分解VBL.催化反应中活性中间产物的形成速率与反应物供给速率的不匹配可能是导致ACM催化效果弱于AC的重要原因.     

高级氧化技术在水处理中的应用

介绍了高级氧化技术的发展及其特点,并综述了化学氧化、光催化氧化、水热氧化以及高压脉冲放电等离子体、超声等高级氧化技术及其在水处理中的应用。随着对高级氧化技术不断深入的研究,其在水处理领域的应用将更加成熟并且越来越广泛。