过硫酸钠对砂壤土中三氯乙烯的氧化研究

以过硫酸钠(Na2S2O8)为氧化剂,柠檬酸(CA)螯合Fe(Ⅱ)溶液作为活化剂,对砂壤土中的三氯乙烯(TCE)进行处理.采用正交试验获得优化操作条件为: Na2S2O8浓度5mmol/L,Fe(Ⅱ)浓度2.5mmol/L,CA浓度0.25mmol/L,反应时间30min.在此条件下,土壤中不同浓度的TCE去除率均在93%以上.对于污染程度高的土壤,采用连续氧化处理可达到较高的修复目标要求.土柱实验结果表明经过Na2S2O8溶液氧化7d后,TCE氧化率达到88.9%以上,且去除效果与处理方式有关,分次加入方式的效果最好.     

H2O2氧化联合化学淋洗修复电镀工厂铬污染黏性土壤的试验研究

以合肥某电镀工厂遗留的铬污染黏性土壤为研究对象,采用H₂O₂氧化联合盐酸和柠檬酸进行化学淋洗对土壤中的总铬和Cr(Ⅵ)进行修复去除,并对氧化剂H₂O₂的浓度、淋洗剂盐酸和柠檬酸的浓度对土壤中铬的去除率的影响进行探究。结果表明:单独采用H₂O₂氧化,在浓度为10.0%时,其对土壤中铬的去除效果最佳,Cr(Ⅵ)去除率达到51.5%,总铬去除率达到20.9%;单独H₂O₂氧化、盐酸和柠檬酸淋洗后土壤中Cr(Ⅵ)浓度仍然超过GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》二类用地标准。而对H₂O₂氧化后土壤继续联合盐酸或柠檬酸淋洗,当盐酸浓度为1.0 mol/L、固液比为1∶4时,H₂O₂氧化联合化学淋洗修复后的土壤中Cr(Ⅵ)浓度为4.4 mg/kg,达到GB 36600—2018二类用地标准,此时土壤中Cr(Ⅵ)去除率为85.5%,总铬去除率为50.6%。Tessier五步提取形态分析表明:修复后土壤中残渣态铬的比例从44.7%提高到93.4%,显著降低了铬二次释放的风险。研究结果可为铬污染土壤的治理修复和铬的回收利用提供参考。     

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.     

高锰酸钾氧化处理三氯乙烯污染地下水实验研究

利用高锰酸钾氧化法处理三氯乙烯(TCE)污染的地下水,以去离子水作为氧化反应的试剂水.在不同TCE体积分数(0.5,5,20,50,100)×10-6,KMnO4与TCE的摩尔比值[n(KMnO4)/n(TCE)],即P值,并配制2P,5 P,10P,20P,50P的不同溶液,在完全混合的理想状态下研究TCE的去除效率并探讨反应中TCE的去除效率与反应时间的关系.研究结果表明,当TCE浓度相同但P值不同的条件下,随P值越高,TCE氧化去除效率越高.当P值相同但TCE浓度不同的条件下,TCE浓度越高,TCE氧化去除效率越高.     

电解氧化去除养殖废水中Cu、Zn的研究

实验采用电解氧化法在电解电压为5V、电解时间为60min的条件下对高浓度养猪场废水进行电解氧化处理。分析废液初始浓度和初始pH对电解效果的影响。结果表明：在初始CODcr浓度为10918mg/kg时,CODCr、Cu、Zn的去除率最高,分别达到了71.3%、81%、71%。另外,酸性条件下的电解效果较好,在初始CODCr为21836mg/L,pH=4时,CODCr、Cu、Zn去除率较高,分别高达73.2%、68.3%、63.2%,达到了很好的去除效果。     

焦化厂土壤中多环芳烃分布特征及淋洗粒级分割点确定

土壤粒径分布和污染物在不同粒级土壤中的分布特征是污染土壤淋洗可处理性的重要依据,淋洗粒级分割点则是淋洗工艺的重要参数.根据土壤异位淋洗的技术要求,在焦化厂污染场地进行了采样,测定了土样的粒径分布曲线及不同粒级土壤中美国EPA优控的16种多环芳烃(PAHs)的初始浓度,并采用Tween 80和Triton X-100溶液对不同粒级污染土样进行了振荡清洗实验.结果表明,16种PAHs在6个粒级中的总浓度在6.27～40.18 mg/kg范围,呈双峰分布模式,单个PAH污染物的最高浓度大多出现在250～500 μm的颗粒中, 50～75 μm的颗粒中污染物浓度最低;PAHs去除率与其初始浓度及土壤特性有关,初始浓度越低,去除率越高,粗颗粒中由于有机碳含量较高,PAHs去除效率反而低于细颗粒.根据清洗效果并从废物减量化角度出发,确定以50 μm作为土壤淋洗的粒级分割点,这样减容率可以达到82.95％.     

铀污染土壤淋洗去污实验研究

以碳酸盐作为淋洗剂,以高锰酸钾(KMnO4)或双氧水(H2O2)为氧化剂,研究了淋洗去污修复铀污染土壤技术。实验结果表明:当碳酸根浓度为0.5 mol/L,淋洗速率为1.0 mL/min,氧化剂用量与U(IV)摩尔比为2∶1时,污染土壤中铀的去除率能够达82.4%。     

臭氧/高锰酸钾/BAF工艺污水深度处理研究

采用O3/KMnO4化学氧化法与曝气生物滤池(BAF)联用工艺处理生活污水二级出水,进行长期连续实验,考察pH、O3/KMnO4投加顺序和投加量对氧化效果的影响。结果表明:采用O3/KMnO4化学氧化法在pH为7.2～7.6的条件下,当O3和KMnO4投加量分别为10和1.5 mg/L时,ρ(BOD)/ρ(COD)由0.13提升至0.26,COD和UV254的去除率分别为30.90%和31.97%。在此基础上采用O3/KMnO4/BAF联用工艺,COD和UV254去除率分别提高至71.30%和74.86%。     

磁铁矿活化过硫酸钠降解泥浆体系中的三氯乙烯

研究了磁铁矿活化过硫酸钠技术氧化泥浆系统中三氯乙烯(TCE)的效果.同时,考察了Fe2+、Cl-和HCO-3对TCE降解过程的影响,并采用有机碳含量不同的2种天然土壤,以及用H2O2去除低聚合"软碳"和高温灼烧去除全部有机碳后所得到的2种土壤,考察了有机质含量对TCE降解的影响,检测了反应过程中有机质的变化.结果表明,在中性pH值条件下,磁铁矿活化过硫酸钠是表面活化反应,反应产物为α-Fe2O3,TCE氧化降解过程符合准一级反应动力学方程.在初始TCE浓度20 mg·L-1、磁铁矿投量20 g·L-1时,TCE在48 h后的去除率达到97%.Fe2+对反应有促进作用,Cl-和HCO-3均会对反应起到抑制作用,其中,HCO-3的抑制作用强于Cl-.TCE降解速率受土壤有机质含量影响较大,土壤去除有机质(SOM)后TCE的降解速率明显加快.通过检测有机质变化发现,过硫酸钠对有机质的去除较小,有机质对TCE降解的抑制可能是通过消耗过硫酸钠、表面消耗自由基和对有机污染物的竞争吸附等多种途径引起的.     

铁促电解法处理垃圾渗滤液中有机污染物

采用铁促电解法处理垃圾填埋场渗滤液;考察了FeSO₄浓度、初始pH值、电流(电压)对污染物去除的影响.结果表明,与传统电解氧化降解有机物相比,铁促电解显著提高了有机污染物的去除效率;FeSO₄浓度越大,有机物去除效果越高;电解介质合理的初始pH值为3.0～4.0;铁促电解对渗滤液COD_Cr与NH₃^-N的去除率分别为68.37%,89.07%,色度和浊度的去除率大于98%.     

MnO_2催化KMnO_4氧化降解酚类化合物

研究了MnO2强化KMnO4氧化降解酚类化合物的效能与机制.在假一级动力学实验条件下(KMnO4初始浓度是目标有机物初始浓度的10倍),考察了KMnO4对酚类化合物(2-氯酚和4-氯酚)的氧化降解规律.发现在KMnO4氧化降解酚类化合物过程中存在着明显的自催化现象,即原位产生的胶体MnO2可以促进KMnO4对有机物的氧化降解.实验进一步考察了MnO2浓度、粒径大小和溶液pH对MnO2催化KMnO4氧化降解酚类化合物的影响.结果表明,外加胶体MnO2和颗粒MnO2都可以催化KMnO4氧化降解酚类化合物,而且假一级动力学常数(K)随着MnO2浓度(30～180μmol·L-1)的增加呈线性增加;与胶体MnO2相比,颗粒MnO2的催化能力较弱;随着溶液pH的增加,MnO2催化能力逐渐减弱.实验中还发现外加MnO2能够催化KMnO4氧化降解2-硝基酚(单独MnO2和KMnO4均不能将其氧化),但对于二甲基亚砜(其不具有与金属离子络合配位的能力)则没有催化作用.由此推测MnO2催化KMnO4氧化降解有机物的作用机制可能为表面吸附络合催化,即吸附在MnO2表面形成的络合物比存在于溶液中的有机物本身更易被KMnO4氧化.     

芬顿试剂、高锰酸钾对餐饮业废水的预氧化效果研究

以芬顿试剂、高锰酸钾为氧化剂氧化降解餐饮业废水,通过测定COD、BOD5变化来比较氧化效果。在单因素实验的基础上,采用正交实验研究。芬顿试剂的最佳氧化条件是：FeSO4·7H2O投加量为3mmol／L,pH=3,H2O2／Fe^2＋比为3：1,反应时间为120min。高锰酸钾的最佳氧化条件为投加量10mL／L,pH=2,反应时间为60min。研究表明：与高锰酸钾处理的效果相比,采用芬顿试剂,COD去除率可达80％,处理后废水的可生化性大大提高,为进一步的生化处理创造了良好的条件。     

KMnO_4氧化复合NaOH液相吸收同时脱硫脱硝的实验研究

利用鼓泡吸收装置研究了KMnO_4/NaOH氧化吸收NO和SO_2过程,得出以下结论:同时脱硫脱硝时的脱硝效果要好于单独脱硝,但脱硫效果相差相当;KMnO_4和NaOH初始浓度的增加都能促进NO_x的脱除,但KMnO_4的促进作用更加明显;较低浓度SO_2的加入可促进NO_x脱除,然而过高浓度的SO_2会抑制NO_x的脱除。KMnO_4/NaOH同时脱硫脱硝可使脱硝率达70%左右,且脱硫率达98%以上,总体上效果理想。     

EDDS螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐技术对TCE的降解效果

为解决传统Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐过程中Fe有效性较低的问题,采用可生物降解的EDDS(乙二胺二琥珀酸)螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐处理水溶液中的TCE(三氯乙烯),考察c(过硫酸盐)、c〔Fe(Ⅲ)〕/c(EDDS)〔下称Fe(Ⅲ)/EDDS〕、溶液初始pH以及阴离子浓度对TCE降解效果的影响,并研究体系中产生的活性氧自由基. 结果表明:c(过硫酸盐)为15.0 mmol/L、Fe(Ⅲ)/EDDS为4时,60 min内TCE去除率达99.7%;提高c(过硫酸盐)、Fe(Ⅲ)/EDDS均有利于TCE降解,但超过一定限值后对TCE去除效果增强不明显;溶液初始pH(3~11)越高,TCE去除率越低;加入Cl-、HCO₃-、SO₄2-和NO₃- 4种阴离子均会抑制TCE降解,抑制程度表现为HCO₃->Cl- >SO₄2->NO₃-;自由基清扫试验证实体系中存在SO₄-·、·OH和O₂-·等3种活性氧自由基,·OH对TCE的降解起主导作用. 因此,EDDS螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐技术能够产生以·OH为主的活性氧自由基,从而快速高效去除水溶液中TCE,但降解过程受水质参数影响.      

Treatment of phenol wastewater by microwave-induced ClO2-CuOx/Al2O3 catalytic oxidation process

The catalyst of CuOx/Al2O3 was prepared by the dipping-sedimentation method using γ-Al2O3 as a carrier. CuO and Cu2O were loaded on the surface of γ-Al2O3, characterized by X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In the presence of CuOx/Al2O3, the microwave-induced chlorine dioxide (ClO2) catalytic oxidation process was conducted for the treatment of synthetic wastewater containing 100 mg/L phenol. The relationships between removal percentage and initial ClO2 concentration, catalyst dosage, microwave power, contact time, initial phenol concentration and pH were investigated and the results showed that microwave-induced ClO2-CuOx/Al2O3 process could effectively degrade contaminants in a short reaction time with a low oxidant dosage, extensive pH range. Under a given condition (ClO2 concentration 80 mg/L, microwave power 50 W, contact time 5 min, catalyst dosage 50 g/L, pH 9), phenol removal percentage approached 92.24%, corresponding to 79.13% of CODCr removal. The removal of phenol by microwave-induced ClO2-CuOx/Al2O3 catalytic oxidation process was a complicated non-homogeneous solid/water reaction, which fitted pseudo-first-order by kinetics. Compared with traditional ClO2 oxidation, ClO2 catalytic oxidation and microwave-induced ClO2 oxidation, microwave-induced ClO2 catalytic oxidation system could significantly enhance the degradation efficiency. It provides an effective technology for the removal of phenol wastewater.     

Fe3O4活化过硫酸盐体系同步去除诺氟沙星和铅

采用Fe₃O₄活化过硫酸盐（PS）同步去除水中的NOR （诺氟沙星）和Pb （II）.探讨了Fe₃O₄投加量、PS浓度、初始pH值和Pb （II）浓度对NOR降解的影响.结果表明,NOR的降解符合伪一级反应动力学,在温度为30℃、NOR初始浓度为5.0mg/L、Pb （II）浓度为1.0mg/L、Fe₃O₄投加量为2.0g/L、PS浓度为1.5mmol/L、初始pH值为7.0的条件下,反应120min后,NOR降解率达90.2%,Pb （II）去除率为99.5%.自由基淬灭实验证实,硫酸根自由基（SO₄^-·）是NOR降解的主要自由基.通过LC-MS分析结果推测了NOR可能的降解路径和中间产物.Fe₃O₄活化PS高级氧化工艺可作为一种同步去除有机污染物和重金属的工艺.     

氧化锰改性活性炭的优化制备及其对Cd(Ⅱ)的吸附研究

采用浸渍焙烧法制备了活性炭负载氧化锰的除镉(Cd(Ⅱ))吸附剂,通过L_9(3~4)正交试验确定最优制备条件如下:浸渍时间7 h,KMnO_4质量分数2.7%,焙烧温度470℃,焙烧时间2.5 h。通过BET、SEM、FTIR、XRD对改性活性炭(MOAC)进行表征,研究了pH值、吸附时间、初始浓度、吸附温度等对Cd(Ⅱ)吸附效果的影响。结果表明:MOAC表面烃基含氧官能团增多,氧化锰以MnO_2的形式负载到其表面;当MOAC的投加量为0.5 g/L,Cd(Ⅱ)的初始浓度为50 mg/L,溶液pH值为6.0,温度为298 K,吸附时间为12 h时,MOAC对Cd(Ⅱ)的吸附量高达84.15 mg/g,吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,热力学参数表明该吸附过程为放热、自发的过程。     

苯并(a)芘及其代谢产物的连续降解研究

在以驯化过的芽孢杆菌(BA-07)降解BaP的过程中,鉴定出2个BaP的未开环代谢产物顺式-4,5-二氢-4,5-二醇-BaP(cis-BP4,5-dihydrodiol)和顺式-7,8-二氢-7,8-二醇-BaP(cis-BP7,8-dihydrodiol).由于该产物对微生物有一定毒性,所以难于进一步降解.为提高BaP降解的同时,降低cis-BP4,5-dihydrodiol和cis-BP7,8-dihydrodiol的累积,对2种降解方法(即单纯用BA07降解和运用高锰酸钾与BA-07耦合的方法降解)进行了比较,并且优化了连续降解的参数.结果表明,①对BaP及其代谢产物的连续降解,化学氧化与微生物耦合(高锰酸钾与BA-07)的降解效果明显好于单纯利用微生物(细菌BA-07)的降解;②在同一时间取样,cis-BP4,5-dihydrodiol的残留率均高于cis-BP7,8-dihydrodiol;③当BaP的浓度为40μg/mL,培养基的最佳pH为7.0,以琥珀酸钠为共代谢底物,可以显著提高BaP降解率,降低cis-BP 4,5-dihydrodiol和cis-BP7,8-dihydrodiol的累积.同时提出了化学氧化与微生物协同的方法可以有效促进环境中持久有机污染物的连续降解.     

盐酸羟胺强化Fe(Ⅲ)-EDDS/过硫酸盐处理水溶液中TCE

采用盐酸羟胺（HAH）强化Fe（Ⅲ）-EDDS（乙二胺二琥珀酸）活化过硫酸盐（PS）体系降解水溶液中的三氯乙烯（TCE）.结果表明,Fe（Ⅲ）-EDDS/PS体系中加入HAH能够强化TCE去除效率,TCE降解效率随PS或HAH初始浓度增大而增强,但实验条件下存在最佳投加量.当溶液初始pH值为3~7时,Fe（Ⅲ）-EDDS/PS/HAH降解TCE基本没有影响,但碱性条件会抑制TCE去除,HAH强化工艺能够有效缓解Cl^-（1~100mmol/L）和低浓度HCO₃^-（1~10mmol/L）对TCE降解的抑制作用.与Fe（Ⅲ）-EDDS/PS相似,加入HAH后反应体系中存在SO₄^·-、^·OH和O₂^·-,但降解TCE的主导自由基由^·OH转变为SO₄^·-.