含锰氧化物的陶粒催化臭氧氧化苯甲酸废水

分别以含锰氧化物的陶粒和普通陶粒为填料,以O3体系和催化剂体系作为参照,研究臭氧在填料的异相催化条件下对苯甲酸的去除效果。结果表明:O3/催化剂体系具有更好的催化效果,同时O3/催化剂体系可有效改善废水的可生化性,并减少臭氧投加量和处理成本;初始pH为7~12时,废水的苯甲酸去除效果较好,且O3/催化剂体系的臭氧利用率比O3/普通陶粒体系、空柱的臭氧利用率更高,在初始pH为7时O3/催化剂体系的臭氧利用率提升效果最显著。     

催化剂在Fe0还原污水硝态氮中的催化作用

为降低水体中的硝态氮对环境的危害,提高污水处理厂出水水质,将催化剂运用到零价铁还原硝态氮反应中,分别对含TiO2及Pd的催化剂进行了探索性实验。该实验以配置的KNO3溶液为实验水样,在比较研究添加H+、TiO2/Al2O3催化剂、Pd/Al2O3催化剂去除效果的基础上,深入研究了负载量、载体类型、pH、溶解氧、共存离子等因素对去除效果的影响。结果表明,催化剂TiO2/Al2O3对零价铁还原硝态氮的去除率有促进作用,水样pH=3.1时去除率为72%,产物主要为氨氮,应用性较差;而催化剂Pd/Al2O3在pH=3.1时去除率虽为43%,但产物以N2为主。在负载量为5%的情况下,N2转化率为76%,这对去除总氮有重要意义,并从电子转移角度探讨了该反应的反应机理,提出了活性氢（H*）为核心的机理模型。     

介质阻挡放电联合催化臭氧化降解甲苯

采用介质阻挡放电区后结合MnOx/Al2O3/发泡镍去除甲苯,考察甲苯进气方式、臭氧产生方法及湿度对甲苯与O3同时去除的影响。结果表明,O3是等离子体区后催化降解甲苯的主要物种,介质阻挡放电联合催化臭氧化可实现甲苯及O3的同时高效去除。输入电压为9.0 kV时,甲苯的去除效率达92.8%,在80 min内O3的去除效率维持在99%以上。水蒸气对催化剂催化分解臭氧的活性没有直接的影响,O3浓度较高时湿度对甲苯降解效率的影响很小。GC-MS分析结果表明,甲苯降解的主要气相副产物有烷烃、酸、酮和含苯环有机物,提出了甲苯的降解途径。     

V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3催化臭氧化2,4-滴丙酸的氧化效能

为了提高有机物的臭氧化降解效率,工作中利用浸渍法制备了一种新型的三组分催化剂(记为V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3)。催化臭氧化降解2,4-滴丙酸的实验结果表明,该催化剂能有效提高臭氧化的效率,体系可能遵循羟基自由基的作用机理。利用相对法计算结果表明,与单独臭氧化相比,V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3催化臭氧化体系具有更大的Rct值。重复实验结果表明,该催化剂具有相对较好的稳定性。以上研究结果对推广催化臭氧化技术在实际废水处理中的应用具有重要的实际意义。     

臭氧催化氧化去除水中聚乙烯醇

以Fe2+、Mn2+和Cu2+为催化剂,运用臭氧催化氧化技术对水中聚乙烯醇进行去除实验。结果表明:与单独臭氧氧化比较,臭氧催化氧化对聚乙烯醇的去除效果明显提高,且与催化剂浓度相关,去除效果随Fe2+浓度的增大而提高,在35 mg/L左右达最大值,去除率为85%;随Mn2+浓度的增大而降低,最佳含量约为5 mg/L,去除率为54%;加入Cu2+催化剂,在35 mg/L时去除率为5%,其他剂量时去除效果不明显。3种催化剂投加量同为35 mg/L,反应时间3 h条件下,去除效果对比为:Fe2+ > Cu2+ > Mn2+。     

Mn3O4催化臭氧化钻井废水的作用机理

通过静态实验,探讨了Mn3O4对钻井废水臭氧化过程的催化作用机理,考察了Mn3O4及Cl-对臭氧分解、水体湍动程度、羟基自由基抑制剂碳酸氢根和叔丁醇的加入对COD去除率的影响,分析了反应过程中TOC和pH的变化。结果表明,催化剂加量为100 mg/L时,臭氧分解率由单独臭氧时的38.2%增加到81.4%,Mn3O4对钻井废水中有机物的吸附去除率仅为2%,O3/活性炭体系对COD去除率与单独臭氧效果接近,说明臭氧在催化剂表面存在吸附作用,促进臭氧分解;水体不搅拌与搅拌速度增加为900 r/min时,COD去除率由52%增加到58%,搅拌程度对钻井废水COD去除效果影响不大;HCO3-浓度为100 mg/L时,COD去除率降低到41.2%,说明了体系中有羟基自由基产生;氯离子浓度为1 000 mg/L,臭氧的分解率降低了9.2%,证明了臭氧在催化剂表面的吸附作用;羟基自由基抑制剂叔丁醇的加入,使得COD去除率由54.3%降低为40.8%,证实了反应体系中存在羟基自由基。同时在反应过程中,体系的TOC 由191.9 mg/L降低至37.6 mg/L;pH由原来的11.2降低到6.3。实验现象说明,臭氧吸附在Mn3O4催化剂表面,分解产生羟基自由基,进而氧化去除钻井废水中有机物,这在某种程度上证明了Mn3O4催化臭氧化对有机物的降解遵循羟基自由基机理。     

Mn_3O_4催化臭氧化处理钻井废水

采用锰系氧化物对钻井废水进行催化臭氧化处理,考察了不同初始pH、催化剂投加量以及臭氧投加量等因素对COD去除率的影响,探讨了Mn3O4表面电荷情况、化学吸附特性及催化臭氧产生·OH机理。结果表明,在初始pH为12,催化剂投加量为5g/L,臭氧投加量为18 mg/min,反应时间为20 min时,Mn3O4较Mn O2和单独臭氧氧化去除COD的效果更明显;Mn3O4的表面带负电荷,发生了水合羟基化过程,且Mn3O4与钻井废水中的污染物产生了化学吸附;臭氧与锰原子形成σπ-键合吸附于Mn3O4表面,经π*轨道能级的下降而进入活化状态,最终导致吸附于Mn3O4表面的OH-与臭氧相互作用产生·OH。     

Fe3O4/ZrO2-H2O2非均相类Fenton体系对3,4-二氯三氟甲苯的降解

以浸渍法制备的新型纳米Fe3O4/ZrO2为催化剂,3,4-二氯三氟甲苯(3,4-DCBTE)为目标污染物,用Fe3O4/ZrO2-H2O2非均相类Fenton体系对目标污染物进行降解,考察催化剂的催化效果和温度、pH、H2O2投加量和掺杂比等因素对催化剂催化效果的影响。结果表明,以纳米Fe3O4/ZrO2作为催化剂的非均相类Fenton体系对3,4-二氯三氟甲苯的处理效果极佳;随着温度的升高,纳米Fe3O4/ZrO2的催化效果不断提高;当pH降低时,催化剂的催化效果有明显提升,原始pH(pH=5.7)时反应去除效果最佳,去除率可达88.6%;催化剂用量的增加同样可以提高3,4-二氯三氟甲苯的降解效率;催化剂中Fe3O4:ZrO2的物质的量比为1:2时效果较其他掺杂比的催化剂效果更好,去除率最终可以达到96.82%;当H2O2投加量增加时,3,4-二氯三氟甲苯的降解效率先提高后降低,投加量为0.3 mL时去除效果最好,几乎可以完全去除目标有机物。以Fe3O4/ZrO2-H2O2非均相类Fenton体系处理3,4-二氯三氟甲苯时,目标污染物的降解符合一级反应动力学。     

垃圾渗滤液臭氧氧化的铜镍负载型催化剂筛选

为了合成能够与臭氧联用催化氧化垃圾渗滤液中污染物的高效催化剂,采用浸渍法制备了以活性氧化铝为载体的75种不同铜镍负载率的催化剂,使之分别与臭氧联用进行垃圾渗滤液催化氧化处理。结果表明,铜镍催化剂能够提高臭氧催化氧化垃圾渗滤液中污染物的能力,与单独臭氧氧化相比,铜镍催化剂与臭氧联用对垃圾渗滤液中COD的去除率可提高20百分点左右,合成的铜镍催化剂可重复使用3次;浸渍液(氯化铜溶液、氯化镍溶液)质量浓度均为0.250 0mg/L,Cu2+与Ni 2+的摩尔比为1.00,焙烧温度为800℃下制得的铜镍催化剂(催化剂41#)对垃圾渗滤液中COD和氨氮的去除效果最佳,其铜镍负载率为2.676 4%;针对催化剂41#的表征分析结果表明,其合成过程中生成了新物质Cu2HIO6·2H2O和NiAl10O16。     

沸石载体催化剂研制及其催化臭氧氧化染料废水的研究

以沸石为载体负载不同金属氧化物来制备催化剂,通过试验分析该催化剂催化臭氧氧化染料废水的效果及其影响因素。结果表明:(1)沸石对染料废水的吸附作用很小,总有机碳(TOC)去除率基本维持在3.2%左右,对于后期的试验可以忽略其影响。(2)以沸石作为载体制得的MnO2、Fe2O3、ZnO、CuO负载型催化剂(分别简写为MnO2/沸石、Fe2O3/沸石、ZnO/沸石、CuO/沸石),对臭氧氧化反应均有催化作用,其催化效果依次为MnO2/沸石Fe2O3/沸石ZnO/沸石CuO/沸石。同时,MnO2/沸石的重复使用率高。(3)MnO2/沸石催化臭氧氧化效率及重复使用率均优于以活性炭为载体的MnO2负载型催化剂。(4)臭氧氧化和MnO2/沸石催化臭氧氧化对染料的脱色率基本一致。MnO2/沸石催化臭氧氧化的TOC去除率比臭氧氧化提高较多,对染料废水有很好的处理效果。(5)以沸石为载体制得的负载型催化剂催化臭氧氧化实际染料废水的处理效果较好,具有较高的实用价值。