活性炭协同Fe~(2+)催化H_2O_2氧化处理染料废水及其表面附着污染物对催化活性的影响

采用动态连续处理装置研究颗粒活性炭(GAC)催化H_2O_2氧化活性红X-3B染料(RRX-3B)的效能以及GAC表面吸附污染物对催化性能的影响,考察GAC与Fe~(2+)协同催化作用。研究结果表明:RRX-3B的处理效果随着流速的增加而逐渐降低;新GAC/H_2O_2体系降解效果优于单独GAC吸附与单独H_2O_2氧化,GAC重复使用存在部分失活现象使其脱色率和COD去除率下降,且表面预先吸附污染物的GAC在重复使用过程中下降更为明显;固定H_2O_2投加量为5 mmol·L~(-1),按n(Fe~(2+)):n(H_2O_2)为1:20投加Fe~(2+),GAC与Fe~(2+)联合体系能持续有效使RRX-3B氧化脱色,重复使用4次后脱色率仍可达99.65%,GAC和Fe~(2+)之间存在协同催化H_2O_2降解RRX-3B的作用。GAC表面附着的Fe~(2+)能够加强催化作用,且有效延长其使用寿命。     

负载CoO催化粒子电极的制备及其对腐殖酸的降解

以活性炭粉为载体,钴氧化物为催化活性组分,经造粒后制得PAC-Co催化粒子电极,研究了用于腐殖酸(HA)降解的PAC-Co催化粒子电极的制备条件,并采用扫描电子显微镜、X射线衍射和比表面积分析仪等对粒子电极进行表征。结果显示,焙烧温度600℃、焙烧时间2 h、Co(NO_3)_2浸渍液浓度0.1 mol·L~(-1)为PAC-Co最佳制备条件。在I=0.2 A、进水流量9 m L·min~(-1)、Na_2SO_4电解质0.01 mol·L~(-1)、pH=7条件下,对于初始COD_0=200 mg·L~(-1)的模拟HA废水,反应70 min后,PAC-Co对UV254、色度及COD的去除分别达到95.09、97.84与91.45%,去除率均高于普通活性炭颗粒所制备的GAC-Co粒子电极。     

改性花生壳活性炭吸附-催化臭氧氧化处理反渗透浓水

考察了改性活性炭吸附-催化臭氧氧化对炼化RO浓水中有机污染物的降解效果。结果表明,花生壳经H_3PO_4活化后具有较好的比表面积及孔径结构,再经Cu~(2+)、Mn~(2+)、Fe~(3+)溶液负载改性,得到花生壳活性炭催化剂,其中Cu~(2+)改性后的活性炭具有最大的比表面积。将不同的改性活性炭与臭氧组合处理RO浓水,COD去除率显著提高,表现为CuAC≥Mn-ACFe-ACH_3PO_4-AC,偏碱性条件和提高活性炭投加量均利于活性炭吸附-催化臭氧氧化反应,且在30 min后COD去除率趋于平稳。当利用金属离子负载改性活性炭时,臭氧消耗率显著提高。其中,Cu-AC和Mn-AC吸附-催化臭氧氧化时臭氧的消耗率较高,COD去除率≥80%,出水COD60 mg·L~(-1),达到国家一级排放标准。     

锰氧化物改性活性炭去除空气中甲醛

为了提高活性炭材料对于气相甲醛的处理性能,采用浸渍法制得了负载锰氧化物的颗粒活性炭(Mn O_x/GAC)。通过静态去除实验,比较了不同制备条件及环境因素对Mn O_x/GAC去除甲醛性能的影响。结果表明,在负载锰氧化物后,Mn O_x/GAC对甲醛的去除性能有明显提高。在实验考察范围内,当锰氧化物含量为0.98%,焙烧温度为380℃时,Mn O_x/GAC对于甲醛的去除性能最佳,单位处理量较未负载时提高了1倍。具备较多大孔结构的果壳炭较椰壳炭更适合作为Mn O_x/GAC的载体。Mn O_x/GAC对气相甲醛具有持续的去除能力,锰氧化物对富集在活性炭孔内的甲醛起到了催化降解作用。室内低温低湿的处理环境有利于Mn O_x/GAC对甲醛的去除。     

活性炭三维电极流化床处理洗车废水的研究

以经吸附处理的活性炭为填充粒子,对三维电极流化床反应器处理洗车废水进行了静态条件实验研究。结果表明：三维电极流化床处理洗车废水的效果明显好于三维电极固定床和单纯的活性炭吸附。在槽电压为30 V,通气量为3 L/min, 通电时间为30 min,活性炭用量为50 g时,COD去除率最高。     

活性炭负载CuO催化过硫酸盐去除活性艳红X-3B染料

利用活性炭吸附法及基于SO-4·的高级氧化技术,以活性炭和过渡金属氧化物Cu O为催化剂,催化过硫酸盐产生SO-4·降解活性艳红X-3B染料。结果表明,活性炭负载Cu O催化过硫酸盐可有效去除活性艳红X-3B,色度去除率达90%以上,显著优于活性炭(21.53%)、过硫酸盐(46.88%)、活性炭催化过硫酸盐(53.67%)(P0.05)。活性艳红X-3B的催化降解效果受Cu O负载量、pH、过硫酸盐投加量、温度的影响。单因素法研究表明,各因素最佳条件为:负载量活性炭与Cu O质量比为1∶5,投加量0.2 g,pH为3,过硫酸钠投加量0.2 g,反应温度40℃,活性艳红X-3B的色度去除率分别达到91.34%、95.57%、98.54%和98.81%,COD去除率分别为82.73%、88.89%、87.60%和93.46%。     

Ti-Ni/γ-Al_2O_3粒子电极的制备及其处理氯霉素废水的效果

以活性氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,Ti、Ni为负载金属,采用溶胶凝胶法制备复合型Ti-Ni/γ-Al_2O_3粒子电极,并用其电催化处理模拟氯霉素废水。考察了Ti和Ni负载组分比例、负载次数、电流强度、pH、电极板间距等因素对氯霉素降解效果的影响。结果表明,Ni∶Ti摩尔比为1∶10、负载2次制备的复合型Ti-Ni/γ-Al_2O_3粒子电极电催化效果最好,在电流强度为0.09A、pH为4、电极间距为40mm的优化电解条件下,氯霉素去除率可高达80.56%。     

活性炭三维电极法处理超高盐榨菜腌制废水

将粒状活性炭作为三维电极的粒子电极处理超高盐榨菜腌制废水。采用静态实验,对比了二维电极与三维电极对该废水COD和磷酸盐的去除效果,考察了三维电极条件下极板间距、活性炭填充量、电解时间、电解电流及初始pH等对该废水COD和磷酸盐去除率的影响。结果表明：三维电极对超高盐榨菜腌制废水COD和磷酸盐的去除率明显高于二维电极;在原水pH（4．3—5．0）,废水体积600mL,电流8A,活性炭填充量250g,极板间距6．5cm,电解时间150min时,处理效果良好,COD和磷酸盐去除率分别为76．47％和97．81％。由波长扫描图可初步认为部分有机物直接被氧化为二氧化碳。     

填充粒子对三维电极处理MDEA污水的影响

采用三相三维电极反应器处理MDEA模拟污水,重点考察了粒子电极形状、加量、堆放方式以及绝缘程度对MDEA污水处理效果的影响。研究结果表明:当填充粒子投加量为600 000 mg·L~(-1)时,COD去除率最高,为52.9%;采用α堆放方式时,因粒子电极沿电场线方向的有效长度更长,粒子电极工作端电压、端电流越大,COD去除率越高。此外,采用粒子电极负载醋酸纤维素的全绝缘方式,可有效避免短路电流的形成,在电催化处理30 min时,其比不绝缘的COD去除率提高了20%。     

煤化工高盐废水臭氧催化氧化脱除COD

针对煤化工高盐废水中有机物难降解问题,采用浸渍-煅烧法制备了负载有活性金属氧化物的活性氧化铝型催化剂,探索催化剂的制备工艺和反应操作条件对废水COD去除率的影响。结果表明:活性氧化铝载体催化性能优于陶粒,活性氧化铝负载Cu、Mn、Ni的催化活性较高,将2种活性组分进行组合制得的MnO_xNiO_x/γ-Al_2O_3催化剂,在经过60 min的臭氧催化氧化后,COD的去除率可达51.3%;利用BET、SEM-EDS、XRD对催化剂进行了表征和分析,Mn、Ni成功负载到活性氧化铝表面和孔隙内,2种元素负载量摩尔比约为2:1,且主要以氧化物形式存在;通过计算臭氧利用效率,发现MnO_x-NiO_x/γ-Al_2O_3臭氧催化氧化的_η值低于单独的臭氧氧化,这意味着通过MnO_x-NiO_x/γ-Ak_2O_3催化剂可以有效地将臭氧分解成活性氧;通过优化臭氧和催化剂投加量后发现,在臭氧为350 mg·(L·h)~(-1)、催化剂投加量为100 g·L~(-1)废水中,反应180 min后,COD去除率可达到72.3%;在连续进行4 h的臭氧催化氧化实验后,MnO_x-NiO_x/γ-Al_2O_3稳定性和重复利用性均较好,COD去除率能维持在约42%,锰、镍离子的溶出量均小于0.5 mg·L~(-1)。以上研究结果可为高效的臭氧催化体系在煤化工高盐废水处理领域的应用提供参考。     

颗粒活性炭深度处理抗生素废水

通过静态吸附实验,比较了13种不同材质、粒径的颗粒活性炭(granular activated carbon,GAC)对抗生素废水生化出水的吸附效果,选择KC16活性炭作为处理该废水的活性炭。KC16活性炭的进一步静态实验结果表明,当KC16活性炭投加量为30 g/L,吸附时间为6 h时,处理效果较好,TOC、COD、UV254、色度的去除率分别达到了86.99%、88.43%、89.69%和94.08%,并且污染物质(COD、TOC)的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附动力学符合准二级吸附动力学模型(R2>0.99)。动态吸附结果表明,在滤速为1.0 m/h,柱高为1 200 mm时,出水可以达到GB21903-2008《发酵类工业废水污染物排放标准》,处理每吨抗生素废水的活性炭用量为2.45 kg。     

负载型颗粒活性炭催化过硫酸钠氧化降解橙黄G

通过在颗粒活性炭(GAC)上负载氧化铁,并以此作为催化剂(Fe/GAC)在常温常压下催化过硫酸钠(PS)产生硫酸根自由基降解偶氮染料橙黄G.研究了体系pH、氧化剂浓度、催化剂浓度对橙黄G去除率的影响,并且对催化剂的重复使用性能进行了测试.结果表明,在Fe/GAC/PS体系中,[OG]0=0.2 mmol/L,[GAC] =1 g/L,[PS]0=2 mmol/L,降解2h后OG去除率为99％,且有较高的矿化率;随着氧化剂浓度和催化剂浓度的增加,OG的去除效率提高;催化剂有较好的重复使用性.利用扫描电镜(SEM)对催化剂进行了表征,可以看出在活性炭上成功负载氧化铁.利用化学分子探针竞争实验鉴定催化反应中的活性物种SO4-·和OH·.     

用于催化降解烷基苯磺酸钠的Cu-C催化剂的制备及性能分析

Cu-C是一种优化制备的负载型催化剂,实验中以其催化湿式氧化处理高浓度LAS废水。本实验用浸渍法和附着沉淀法制备该催化剂,并考察了反应时间、反应温度、溶液浓度、催化剂的投加量以及不同的制备方法等对催化剂性能的影响,以水样COD和LAS的去除率来评价催化剂的活性。实验结果表明,该方法制备的催化剂具有很好的处理高浓度LAS废水的能力;当反应温度为50℃,反应时间为120 min,催化剂的投加量为2 g时,催化剂的催化效果最好,COD去除率为79.76%,LAS去除率为88.28%。并且,当活性炭与催化剂的振荡吸附时间超过20 min时,活性炭的吸附对废水中LAS的去除基本上无影响。     

三维电极电化学氧化法深度处理DOP生产废水的研究

采用以铁板作阴、阳极,活性炭作填充粒子的三维电极电化学氧化法深度处理DOP生产废水。探讨了废水的pH、槽电压、极板间距、活性炭投加量和反应时间等因素对COD去除率的影响,并通过正交实验确定了处理DOP废水的最佳工艺条件,还对COD的降解动力学规律进行了初步探讨。结果表明,三维电极电化学氧化法处理DOP生产废水的最佳工艺条件为:pH值为5、电极间距为4 cm、槽电压为25 V、活性炭投加量为12 g/L、电解时间为90 min。在此条件下,COD去除率可达71.5%,出水COD浓度为50.9 mg/L,达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准。三维电极电化学氧化法对COD的降解反应呈表观一级反应,降解速率方程为C=C0e-0.0124t。     

以泡沫镍为阴极的电芬顿法对苯酚的降解

电芬顿是一种高级氧化技术,其中电极材料对其处理效果有较为明显的影响。为提高电芬顿系统处理效率,选用泡沫镍电极作为阴极,以H_2O_2浓度为指标,探究了操作条件(p H、电流密度、曝气速率、电极间距)对其催化产H_2O_2性能的影响,并利用苯酚作为模拟污染物研究降解效果。实验结果表明,泡沫镍具备优异的阴极性能,其最佳工作条件为:p H=3,电流密度i=3 m A/cm~2,曝气量10 L/h,电极间距3 cm,在此条件下反应60 min后H_2O_2浓度可达45 mg/L。使用泡沫镍作为阴极降解苯酚废水,研究了Fe~(2+)投加量对去除率的影响。在最佳Fe~(2+)量(40 mg/L)下,反应2 h后苯酚及COD去除率分别达到95%和80%。其降解反应符合准一级动力学方程,表观反应速率常数最大可达5.0×10~(-4)s~(-1)。     

三维电极电化学反应器深度处理焦化废水

为探索焦化废水深度处理新途径,采用了焦粒、活性炭负载Mn（NO3）2和Zn（NO3）2化合物粒子电极为第3极的三维电极反应器对二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。考察了焦化废水中有机物去除的影响因素及处理效果,并探讨了有机物的降解动力学。结果表明,以焦粒为载体的粒子电极三维电极系统在pH为6.5,电导率为4 580μS/cm,电流密度为16 mA/cm2,投加量大于25 g/L时,降解20 min,COD去除率超过35%以上。焦化废水的降解的动力学研究表明,焦化废水降解符合表观一级反应动力学规律。该研究可为三维电极反应器在焦化废水深度处理工程应用中提供参数依据。     

含表面活性剂的采油废水催化氧化处理

对含有表面活性剂的废水(以下简称表活废水)进行了傅里叶红外光谱分析(FTIR),结果表明,废水中所含表面活性剂主要为环烷酸钠。采用次氯酸钙(Ca(ClO)2)和活性炭-Ni催化氧化处理,在Ca(ClO)2投加量为4 500 mg/L,活性炭-Ni投加量为7 000 mg/L时,反应90 min,出水COD为158.91 mg/L,去除率达62.92%。催化氧化出水经沸石吸附处理,在pH为6.85,吸附时间为2 h,沸石投加量为17 g/L的条件下,吸附出水COD和油含量分别为88.92 mg/L和2.53mg/L,去除率分别为45.65%和90.02%,均达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》的一级标准要求。催化剂活性炭-Ni和吸附剂沸石均具有较稳定的活性,在重复使用20次后,出水COD的去除率仅分别降低了1.16%和1.32%。     

热氧化法制备Ti/RuO_2-TiO_2-IrO_2电极及处理亚甲基蓝废水

采用热氧化法制备Ti/RuO_2-TiO_2-IrO_2钛基氧化物材料,通过SEM、XRD、XRF等方法对制备物形貌和结构进行表征分析,用该涂层材料为阳极,不锈钢为阴极,活性炭颗粒为粒子电极构成电解系统处理亚甲基蓝模拟废水。结果表明,电解时间60 min时,该装置对亚甲基蓝脱色率达到87.83%,COD去除率达到74.45%,脱色率符合表观一级反应动力学规律。将Ti/RuO_2-TiO_2-IrO_2电极与其他常用电极对MB废水的降解效果进行比较分析,该电极对废水脱色率高于其他电极。     

三维电催化氧化技术处理草铵膦农药废水

选用石墨板作为三维电催化装置的阳极、不锈钢板作为阴极,以活性炭颗粒作为粒子电极进行反应,研究了三维电催化氧化技术处理草铵膦农药废水的效果;并考察了电流密度、极板间距、电解时间、初始浓度、pH值和粒子电极用量等因素对其处理效果的影响。实验结果表明,在废水初始浓度为300 mg·L~(-1),反应时间为90 min,极板间距为4 cm,pH值为5,电流密度为31.5 m A·cm-2,粒子电极的用量为3.08 g·L~(-1)的条件下,废水的COD去除率为83.48%。三维电催化氧化技术通过减小粒子间距改善电荷传质效果;电流效率的提高也促使废水的处理效果显著提升。     

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%。