铁碳微电解预处理TNT红水

为了寻求经济有效的TNT红水处理技术,对铁碳微电解工艺预处理TNT红水进行了研究。结果表明,当pH值为3,铁碳质量比0.25∶1,曝气3 h时,COD去除率达到10.1%,2,4-二硝基甲苯-3-磺酸(2,4-dinitrotoluene-3-sulfonic acid,2,4-DNT-3-SA)和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸(2,4-dinitrotoluene-5-sulfonic acid,2,4-DNT-5-SA)的去除率分别可达到10.4%和12.0%;铁碳微电解可以将TNT红水中部分有机物进行转化或去除,经过铁碳微电解后,红水中的有机物从原来的11种变为16种。大部分有机物得到了不同程度的转化,其中1,3,5-三硝基甲苯相对含量降低得最多。     

零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水

采用零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水,研究了初始pH、零价铁投加量、过氧化氢（H2O2）投加量及温度对红水中总有机碳（TOC）去除效果的影响,同时进行了TOC去除过程中反应动力学的探讨。结果表明,零价铁耦合芬顿氧化体系可有效降解TNT红水中的2,4-二硝基甲苯-3-磺酸钠和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸钠。在初始pH为2,温度为20 ℃的条件下,加入1.5 g·L-1零价铁反应1 h后,再加入100 mL·L-1H2O2反应4 h,红水中二硝基甲苯磺酸盐浓度从500 mg·L-1降至0 mg·L-1,去除率为100%,TOC浓度从150 mg·L-1降至30 mg·L-1,去除率达到80%。反应中TOC的降解过程遵循拟二级反应动力学方程。零价铁耦合芬顿氧化法可以作为TNT红水的有效处理途径。     

湿式空气氧化法处理TNT红水的影响因素

使用湿式空气氧化技术与生物技术联合处理TNT精制阶段所产生的红水,研究了湿式空气氧化过程中反应温度、反应时间、初始压强和pH值对流出物的COD值与流出物可生化性的影响规律。研究结果表明,随着反应温度和反应初始压强的升高、反应时间的延长、催化剂投加量的增加和反应pH值的降低,出水COD值均有所下降。在温度为300℃、初始压强为14MPa、反应时间为2h、pH值为5,3、铁盐催化剂添加量为2g的条件下,出水COD值为498mg／L,COD去除率可达到99．27％。在温度为300℃、初始压强为11MPa、反应时间为1h、pH值为3、添加1g铁盐催化剂的条件下：反应流出物的BOD5／COD值为0．301,此时可生化性已经得到很好改善。通过生物方法对反应流出物后续处理发现,湿式空气氧化技术处理TNT红水在反应温度300℃以上,反应流出物均可生物降解。     

大孔树脂对还原后TNT红水中苯胺类物质的吸附性能

采用零价铁对2,4,6-三硝基甲苯（TNT）红水进行预处理,可将硝基物还原为对应苯胺类化合物,从而降低其毒性,提高可生化性,并使其带电荷,易于后续资源化利用。为了使还原后的TNT红水中的苯胺类物质与无机盐进行分离,研究了大孔吸附树脂HYA-106对还原后TNT红水中苯胺类物质的吸附行为。条件优化实验表明,在温度为293 K,pH为3.0,树脂用量为140 g·L-1时,COD和苯胺类去除率分别为91.4%和94.7%。吸附等温线表明,吸附量与温度呈负相关,吸附更符合Freundlich吸附模型,不同温度下相关系数均大于0.97。热力学研究表明,该吸附过程是焓推动的自发过程,范德华力、疏水效应、偶极力和氢键是主要的吸附作用力。动力学实验表明该吸附符合准二级动力学速率方程,吸附在150 min基本达到平衡,内扩散为控速步骤。     

活性炭纤维负载硫化纳米零价铁用于活化PMS降解三氯苯酚

针对纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)在反应过程中易团聚、易钝化和难回收等问题,采用比表面积大、化学稳定性好的活性炭纤维(activated carbon fibers,ACFs)作为载体,以连二亚硫酸钠(Na₂S₂O₄)作为硫化试剂,制备活性炭纤维负载硫化纳米零价铁复合材料(activated carbon fibers supported sulfidized nanoscale zero-valent iron,ACFs-S-nZVI),并考察了复合材料活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)降解三氯苯酚(trichlorophenol,TCP)的催化性能、反应机理及重复使用性能。材料表征结果表明,硫化不仅可以缓解nZVI的氧化,还可以加快nZVI的电子传输速率,而引入ACFs载体则极大地提高了硫化纳米零价铁(sulfidized nanoscale zero-valent iron,S-nZVI)的分散性和稳定性。通过条件探究实验发现,当反应条件设置为S/Fe比0.3、温度25 ℃、pH=6、催化剂投加量0.5 g·L⁻¹、PMS投加量0.5 mmol·L⁻¹时,ACFs-S-nZVI/PMS体系表现出最佳的催化性能,在30 min内即可去除99.14% 10 μmol·L⁻¹的TCP,显著优于未改性的样品。此外,该体系具有较宽的pH(2~10)适应范围、优异的抗离子干扰能力以及出色的重复使用性能。电子顺磁共振波谱(EPR)和自由基淬灭实验结果表明,羟基自由基(^•OH)、硫酸根自由基(SO₄^•−)和超氧自由基(O₂^•−)参与了ACFs-S-nZVI/PMS体系的催化反应。综上可知,ACFs-S-nZVI具有催化性能优异、稳定性高、环境适应性强等优点,在催化降解有机污染物方面表现出较好的应用前景。     

载Ni-Cu-K活性炭催化氧化法处理染料废水活性红X-3B

以载Ni活性炭为催化剂 ,用空气氧化模拟染料废水活性红X 3B。实验结果表明 ,负载在活性炭上的金属离子起到催化氧化的作用。活性炭对活性红X 3B的COD和色度的去除率能达到 98 74 %以上 ,较不加金属的活性炭去除率提高 30 % ,用活性炭处理浓度为 0 4g/L的模拟废水活性红X 3B ,投加量为 5g/L时 ,催化氧化效果最明显 ,催化氧化作用对色度的去除率达 2 5 33%。     

包覆型纳米零价铁的制备及其去除水中的活性艳蓝

采用流变相法,以FeSO4.7H2O∶KBH4=1∶2(摩尔比)为固相介质,0.06 g/mL CMC(羧甲基纤维素)水溶液为液相介质,固液比1∶2,反应2 h制备出包覆型纳米零价铁;采用XRD、TEM等手段对合成的纳米零价铁进行表征。探讨不同反应条件对包覆型纳米铁去除活性艳蓝的影响。实验结果表明,初始活性艳蓝(浓度100 mg/L)pH为5,包覆型纳米铁的投加量为6 g/L,反应时间为30 min时,活性艳蓝的去除率可达96%。通过研究机理,其吸附过程符合二级吸附动力学,降解过程符合一级反应动力学。     

海藻酸钠微胶囊负载纳米铁吸附水中的As(Ⅴ)

利用本实验所制备的海藻酸钠微胶囊负载纳米零价铁材料(M-NZVI)对水中不同浓度的As(V)进行了吸附去除研究,并比较了不同材料的吸附等温曲线。实验结果表明,2 g/L M-NZVI在pH=6.5±0.1,常温常压条件下对5 mg/L的As(V)的吸附去除率为90.35%,吸附速率较快,在30 min即可达到吸附平衡。通过M-NZVI、Ca-ALG和NZVI的热力学对比实验可知,M-NZVI表现出优越的吸附性能。溶液吸附剂添加量、初始pH值、离子浓度等因素对M-NZVI吸附水中砷离子的效率有一定影响:在其他条件不变的情况下,As(V)的去除率随着添加量的增加而逐渐增大;M-NZVI对As(V)的最佳吸附效果在pH=6~7范围之间;溶液中高浓度NaCl能对M-NZVI的吸附性产生较强的干扰。同时,对于As(V) ≤ 5 mg/L的溶液,M-NZVI可以不做任何处理多次利用3~4次。这些结果显示,M-NZVI是一种用于原位修复重金属污染水体的潜在理想材料。     

蒸发壁式超临界水氧化反应器处理分散红和活性红染料废水的比较

采用蒸发壁式超临界水氧化反应器对染料分散红C.I.60和活性艳红M-2B配制的模拟废水进行降解实验.实验结果表明,2种染料的COD和TN去除率随着反应温度、氧化剂过量比(r)的升高而上升.COD去除率活性红要高于分散红,而TN去除率则相反.根据GC-MS分析和陶瓷膜SEM图像,分析测得2种染料主要反应中间产物均含有苯酚和苯甲酸,2种染料的反应对陶瓷膜均有轻微的腐蚀.     

氧化-负载铁组合工艺改性活性炭及其对Cr(Ⅵ)的去除

通过氧化-负载铁组合工艺对活性炭进行改性,对比了不同氧化剂(硝酸/磷酸)对改性效果的影响,利用Boehm、FT-IR、BET、XRD对改性活性炭(ACNF/ACPF)进行了表征,并对改性活性炭吸附水中痕量Cr(Ⅵ)的性能进行了研究。结果显示:硝酸与磷酸氧化均可显著增加活性炭表面酸性官能团数量,提高表面亲水性;改性后活性炭比表面积、孔体积和平均孔径均减小;负载的铁主要以铁(氢)氧化物形式存在于活性炭表面(ACPF)和介孔(ACNF)中;在Cr(Ⅵ)初始浓度0.5 mg/L,pH值3.0,活性炭投加量100 mg/L时,吸附12 h达到平衡,ACNF对Cr(Ⅵ)的去除率达到97.82%,出水Cr(Ⅵ)剩余浓度降至0.05 mg/L以下,满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求,改性可显著提高对Cr(Ⅵ)的吸附容量。     

物化-生物组合工艺处理TNT红水

采用酸析+微电解+混凝沉淀+减压蒸馏+固定化微生物滤池+活性焦吸附组合工艺处理兵器八○五厂(襄樊分部)的TNT红水,出水中的硝基化合物浓度多小于0.8 mg/L,且多次未检出;COD最高值为76 mg/L,平均值为51.6 mg/L;色度为20°;苯胺浓度全部小于1 mg/L,达到了中试方案提出的要求,出水水质指标符合《兵器工业水污染物排放标准火炸药》(GB14470.1-2002)的要求.中试期间设备没有发生堵塞、燃烧等事故,减压蒸馏装置正常稳定运行,证实了减压蒸馏法处理TNT红水的安全可靠性.     

微波活性炭法处理酸性红88废水及其机理

微波活性炭法（MW-GAC）处理模拟酸性红88（AR88）废水的实验结果显示,酸性红88的脱色率与固液比、微波辐照时间、微波功率正相关,而与其初始浓度（在10~100 mg·L-1范围内）负相关。溶液pH对脱色率的影响不大,pH为3时脱色率最高为99.7%。在MW-GAC处理过程中,微波和活性炭具有较强的协同作用,酸性红88经处理后,特征波长（UV506、UV310、UV254）吸收均锐减。活性炭表面检测到残留芳环、N-H和C-N,结合中间产物质谱检测结果,推断酸性红88在MW-GAC系统中的降解途径首先是偶氮键被破坏,然后形成芳庚和甲苯,随后开环并加成形成2,4-二甲基-1-庚烯,最后矿化形成CO2和H2O。     

非沥青粘结剂煤质活性炭处理微污染水

以烟煤为主要原料,采用非沥青粘结剂,用气体活化法制备了非沥青粘结剂煤质颗粒活性炭(NP-GAC),采用FI-IR、BET和SEM等技术对其物化性质进行了表征,并研究了NP-GAC吸附微污染水中有机物的性能。结果表明,NP-GAC比表面积803.28 m2/g,总孔容为0.5111 cm3/g,微孔率和中孔率分别为59.07%和37.59%,属于中微孔发达型煤质活性炭;NP-GAC含有微量的羟基和酯基,主要吸附微污染水中的烷烃、芳香烃和杂环等有机物分子;NP-GAC的表面不均匀,主要依靠表面分布的非均匀孔道结构进行吸附有机物分子,较好地符合Freundlich等温吸附模型;NP-GAC处理微污染水的优化条件为:吸附时间150 min,投加量2.5 g/L,pH值7.80,处理温度50~60℃,在该条件下对初始浓度为9.66 mg/L的微污染水处理有较好的效果,水样中COD和UV254去除率分别达到83.76%和97.78%。     

活性炭吸附化学战剂--沙林染毒水的试验研究

研究了 5种国产活性炭吸附水中沙林的性能及影响因素。果壳质活性炭的吸附性能优于煤质活性炭。果壳活性炭WP 2 0 2的吸附等温线方程为 qe=11 45C0 39e ,其粉状炭在 10min时能达到吸附容量的 98%。活性炭颗粒小则吸附速度快 ,温度升高不利于吸附。活性炭与水中的氯反应后 ,吸附性能下降 3 0 % ,在含盐量 2 0 0 0mg/L的苦咸水中吸附量降低 5 %。处理化学战剂 -沙林染毒水宜多种水处理技术相结合 ,并采用活性炭吸附作为最后一级处理单元     

PAC/AC吸附对超滤膜去除再生水中有机物影响

研究了粉状活性炭(PAC)和活性焦(AC)吸附对超滤膜(UF)去除再生水中有机物的效能及其对膜污染的影响。结果表明,PAC和AC吸附预处理可有效改善超滤膜出水水质,投量为40 mg/L时,PAC和AC单独吸附对DOC去除率分别为40.2%和32.6%,超滤出水DOC去除率则由直接膜滤时的21.4%提高至47.2%。UF对大于10 kDa的大分子有机物有较好的截留能力,PAC较AC对中小分子有机物的吸附效果更好。三维荧光(3D-EEM)分析显示,原水中溶解性微生物代谢产物和腐殖质类有机物所占比重较大;直接UF对溶解性微生物代谢产物的去除能力较好,投加PAC和AC促进了紫外腐殖酸和类腐殖酸类有机物去除,紫外腐殖酸EEM峰值分别下降51.7%和48.8%,类腐殖酸EEM峰值下降63.0%和59.9%。投加PAC和AC并经0.45 μm膜预过滤可提高超滤膜通量,其在过滤周期内的下降率由直接膜滤时的27.6%分别降至23.5%和24.4%。AC较PAC更为经济,AC-UF可替代PAC-UF作为经济可行的再生水深度净化工艺。     

铁氧化物/活性炭对饮用水中Sb(V)的吸附性能及机理

采用液相沉积法制备了铁氧化物/活性炭复合材料(Fe₂O₃@AC),通过单因素实验和正交实验优化了材料的制备条件,使用SEM、FTIR、XRD、XPS等分析方法对材料的形貌和性质进行了表征分析,通过吸附实验探究了Fe₂O₃@AC吸附除锑的效果及影响因素,并进一步对吸附除锑的机理进行了深入探讨。结果表明：最佳制备条件为纯水:乙醇:=4:1,Fe²⁺:Fe³⁺=1:1,总铁浓度为0.594 mol·L⁻¹,制备液pH=1.88。Fe₂O₃@AC吸附除锑的能力较其他金属基材料和活性炭有明显提高,锑原水质量浓度为38 μg·L⁻¹,Fe₂O₃@AC投加量为0.08 g·L⁻¹,吸附平衡后水中锑的去除率达97%,剩余锑质量浓度为1.06 μg·L⁻¹,满足国家饮用水卫生标准要求。微观表征显示铁氧化物颗粒成功负载于活性炭上,且铁氧化物晶体的结构完好。吸附反应符合准二级动力学和Langmuir等温模型,吸附反应以单层化学吸附为主,吸附类型为液膜扩散,颗粒内扩散,质量扩散的叠加形式。吸附方式为共沉淀,及溶解态锑与固相铁氧化物形成络合物,参与反应的官能团为—OH、—COOH、—Fe—OH、—Fe—O—Fe。