硫酸盐还原条件下三氯乙烯的降解研究

三氯乙烯(TCE)是地下水和土壤中主要的有机污染物之一.以受TCE等氯代烃严重污染的地下泥样为材料,采用室内模拟的方法.研究硫酸盐初始质量浓度为100、500、2 500 mg/L时.硫酸盐对TCE降解的影响.结果表明.高浓度硫酸盐更有利于TCE的降解;在硫酸盐还原条件下,通过添加2-溴乙基磺酸钠抑制产甲烷菌.发现产甲烷菌在TCE的降解过程中起到很重要的作用;硫酸盐浓度变化与TCE降解趋势一致.     

泥浆系统中Fe~(2+)活化过碳酸钠降解三氯乙烯

主要探究泥浆系统中Fe2+活化过碳酸钠(SPC)降解三氯乙烯(TCE)的效果。通过批次实验研究土壤对TCE的吸附作用,并考察泥浆系统中SPC和Fe2+投加量对TCE去除效果的影响。结果表明,土壤对TCE具有一定的吸附作用;泥浆系统中,土壤含有的有机质越多,TCE去除效果越低;当SPC/TCE摩尔比为5/1~20/1时,SPC投加量对TCE去除影响不明显,TCE去除效果随Fe2+投加量增大而提高。当水土质量比为30/1,TCE初始浓度为20 mg/L时,SPC/Fe2+/TCE最优摩尔比为10/30/1,此时TCE最终去除率达到97.5%。综上所述,Fe2+活化过碳酸钠降解三氯乙烯快速高效,为应用于实际场地修复提供有效的理论依据。     

硫化亚铁活化过一硫酸盐降解含表面活性剂水溶液中三氯乙烯的效果与机制

采用硫化亚铁(FeS)活化过一硫酸盐(PMS)降解含表面活性剂吐温-80(TW-80)水溶液中的三氯乙烯(TCE),考察了PMS和FeS投加量、TW-80浓度、溶液初始pH、无机阴离子(Cl^–和HCO₃^–)对TCE降解的影响,确定了PMS/FeS体系中的主导自由基及TCE降解机理,验证了PMS/FeS体系处理实际地下水中含TW-80的TCE效果。结果表明：增加PMS或FeS投加量有利于TCE的降解,但当其投加剂量分别超过0.8 mmol·L^–1和0.6 g·L^–1时,TCE降解反而受到抑制,且TCE的降解率随TW-80浓度的增加而下降;PMS/FeS体系对pH有较宽的适用范围,在pH=11时受到抑制,Cl^–和HCO₃^–对TCE降解有抑制作用;通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振实验确定了SO₄^–·、HO·和O₂^–·是PMS/FeS...     

硝基苯对硫酸盐还原过程的影响

为了探明硝基苯(NB)对硫酸盐还原的影响,揭示相关过程机制,采用以丙酸盐为碳源和电子供体的序批式厌氧反应系统(水力停留时间为33 h),考察了碳硫比为0.63～5.0,NB浓度为2.5～50 mg/L条件下,系统的硫酸盐还原效能。研究结果表明,NB对硫酸盐还原过程存在抑制作用,当系统NB进水浓度低于30 mg/L时,NB对硫酸盐还原过程抑制并不显著,但当进水NB浓度达50 mg/L时,硫酸盐还原率由近100%迅速降至17%。对比实验结果进一步表明,NB初始浓度为16.5 mg/L条件下,硫酸盐的比还原速率和丙酸的比消耗速率分别为对照组的63%和52%。硫酸盐还原的抑制主要源自NB及其还原产物苯胺(AN)的生物毒性,但上述抑制作用可逆。     

Fe~(3+)催化过氧化钙体系降解水中三氯乙烯

采用Fe~(3+)催化过氧化钙(CP)处理水溶液中三氯乙烯(TCE),考察了CP和Fe~(3+)投加量、地下水中常见阴离子和腐殖酸对TCE降解效果的影响。结果表明,Fe~(3+)催化CP体系可以有效降解TCE,但相同药剂投加量下效率低于Fe~(3+)催化H_2O_2体系。在TCE初始摩尔浓度为0.15mmol/L,CP和Fe~(3+)投加量分别为3.00、6.00mmol/L时,180min时TCE去除率达到了96.1%。常见阴离子Cl~-、HCO_3~-和SO_4~(2-)对TCE的降解有抑制作用,NO_3~-对TCE降解几乎无影响,而腐殖酸对TCE降解有促进作用。自由基清除实验表明TCE降解的主导自由基为HO·,Cl~-的释放效果显示HO·的氧化作用可使降解的TCE完全矿化。因此,Fe~(3+)催化CP技术适用于污染场地地下水中TCE的修复治理。     

混合硫酸盐还原菌代谢过程的影响因素

采用间歇实验,研究不同初始pH、Fe2+投加量、COD/SO24-及NO3-/SO24-比值等因素对SRB还原硫酸盐效果与速率的影响。实验结果表明:中性条件下(pH=7),硫酸盐的去除效果最佳,去除率达到84.66%,还原速率为15.07 mg/(L.h),在初始pH为4～9的范围内,体系具有较好的缓冲能力;当COD/SO24-比值为3时,反应209 h,硫酸盐去除率为85.33%,还原速率为8.16 mg/(L.h),随着反应的进行,体系的pH趋于中性;当溶液中有亚铁离子存在,且浓度为0～200 mg/L时可促进硫酸盐还原菌的生长,提高其对硫酸盐的去除率;NO3-对硫酸盐的还原有明显的抑制作用。     

三氯乙烯在苯酚菌中的共代谢降解性能研究

通过生物降解实验考察三氯乙烯(TCE)在苯酚驯化微生物中的共代谢降解性能,并进行动力学分析。结果表明,苯酚是TCE-苯酚共代谢过程必不可少的共代谢基质;TCE的共代谢降解与苯酚和TCE初始浓度有关。TCE在降解初期会出现一个短暂的迟滞期,TCE的大量降解要在苯酚被利用后才发生;高质量浓度TCE(>9mg/L)对共代谢降解有抑制作用。苯酚/TCE(质量比)在10～15以上时,苯酚菌对TCE的去除率较大。Haldane模型能够很好地拟合苯酚和TCE的比降解速率。动力学分析表明,微生物对苯酚的亲和力要大于TCE,苯酚对TCE共降解具有竞争性抑制作用,TCE对微生物存在毒性抑制作用;结果证实了生物降解实验的结论。     

柠檬酸强化纳米零价铁活化过硫酸钠体系降解水溶液中的三氯乙烯

采用螯合剂柠檬酸(CA)强化纳米零价铁(nZVI),活化过硫酸钠(PS)体系,降解水溶液中的三氯乙烯(TCE),分别考察了PS、CA、nZVI投加量、溶液初始pH和无机阴离子对TCE降解效果的影响,确定了在TCE降解过程中起主导作用的活性氧自由基,并验证了PS/nZVI/CA体系降解实际地下水中TCE的效果。结果表明:投加适量的CA可以明显提高PS/nZVI体系对TCE的降解效果,但当CA浓度过高时,TCE降解反而受到抑制,过量或不足的PS、nZVI均会降低TCE的降解率;当溶液初始pH为3～9时,PS/nZVI/CA体系可有效降解TCE;溶液中存在的Cl–和HCO_3~-会抑制TCE的降解,其中HCO_3~-的抑制作用大于Cl–;自由基清除实验和电子顺磁共振实验表明PS/nZVI/CA体系中产生了HO·、SO_4~-·和O _2~-·活性氧自由基,其中HO·、SO_4~-·对TCE降解起主导作用;CA的加入有利于实际地下水中TCE的降解,PS/nZVI/CA体系相比PS/nZVI体系,更适应实际地下水中各种水质条件的冲击,具有实际应用前景。     

四氧化三铁活化过硫酸盐降解活性黑5

采用水热合成法制备出了具有较高催化活性的催化剂四氧化三铁(Fe_3O_4),并利用Fe_3O_4活化过硫酸盐降解活性黑5,考察了初始pH、Fe_3O_4投加量、活性黑5初始浓度和过硫酸盐投加量对活性黑5降解效果的影响。结果表明,Fe_3O_4活化过硫酸盐降解活性黑5的最佳条件为初始pH 6、活性黑5初始质量浓度50mg/L、过硫酸盐投加量6mmol/L、Fe_3O_4投加量2.0g/L。在最佳条件下,反应180min,活性黑5的降解率达到80.2%,Fe_3O_4反复使用5次后,活性黑5的降解率仍能达到77%以上。活性黑5的降解途径为:偶氮键打开产生苯环中间产物和萘环中间产物,萘环中间产物逐步转化为邻苯二甲酸酐→邻苯二甲酸→苯甲酸;苯环中间产物逐步转化为对氨基苯磺酸→硝基苯和对氨基苯酚,对氨基苯酚转化为对苯二酚;最终被彻底氧化降解成CO_2、H_2O等无毒小分子物质。活性黑5在降解过程中对植物的毒性先升高后降低。     

可见光活化过硫酸盐降解双(2-氯乙基)醚

研究了不同活化方式下过硫酸盐对双(2-氯乙基)醚(BCEE)的降解效果,重点考察了可见光活化过硫酸盐降解BCEE体系中过硫酸钠投加量、BCEE初始浓度、初始pH以及无机阴离子和腐殖酸对反应的影响。结果表明,酸性条件下BCEE的降解效果较好,且随着过硫酸钠投加量增大或BCEE初始浓度减小,BCEE的降解率提高。反应最佳条件为BCEE质量浓度4mg/L、过硫酸钠投加量20mmol/L、溶液初始pH调至3,降解过程符合一级动力学方程。溶液中存在CO23-、HCO3-或Cl-均对BCEE的降解有抑制作用,加入腐殖质则会促进BCEE的降解。通过液-液萃取进行前处理,使用气相色谱/质谱分析检测出3种降解中间产物,分别为1,2-二氯丙烷、氯甲酸异丙酯和氯甲酸氯乙酯。     

纳米铁酸铜催化剂活化过一硫酸盐降解苯胺废水

使用溶胶凝胶法制备纳米铁酸铜催化剂,并用于活化过一硫酸盐催化降解苯胺废水。探究了纳米铁酸铜投加量、过一硫酸盐投加量和pH对苯胺降解率的影响。结果表明,在纳米铁酸铜投加量为2.0g/L、过一硫酸盐投加量为0.2g/L、pH=7.0的条件下,纳米铁酸铜活化过一硫酸盐催化降解苯胺废水的效果最好,反应60min,100mL质量浓度为10mg/L的苯胺降解率可达99%。纳米铁酸铜在反应过程中的总铁溶出量仅为0.87mg/L,总铜溶出量仅为0.03mg/L。苯胺的降解途径:一是苯胺中的氨基被自由基攻击,生成亚硝基苯,继续氧化生成硝基苯,然后开环矿化为CO_2和H_2O;二是氨基对位苯环上的氢原子被羟基取代生成对羟基苯胺,对羟基苯胺被自由基攻击生成亚氨基苯醌,进一步反应生成对苯醌,然后开环矿化为CO_2和H_2O。     

碱活化过硫酸盐在某氯代烃污染场地地下水修复中的应用

碱活化过硫酸盐适用于降解污染土壤及地下水中的氯代烃.以典型氯代烃类污染场地为研究对象,开展了碱活化过硫酸盐降解地下水中氯代烃的小试实验研究及中试规模工程应用.结果 表明:污染物去除率与污染物初始浓度、氧化剂投加比相关;污染物初始浓度越高,去除率越低;氧化剂投加量越大,去除率越高,用于该场地地下水修复的最佳氧化剂投加比为...     

EVO(乳化油)-Mg (OH) 2双功能缓释剂强化修复三氯乙烯污染地下水

氯代烃污染地下水在外加有机质(电子供体)进行强化还原脱氯时,存在有机质消耗快、pH持续降低等影响脱氯效率的问题。利用乳化油(EVO)与胶体氢氧化镁复配的方法,制备了一种兼具电子供体缓释性和OH-缓释性的双功能缓释剂EVO-Mg(OH)_2;成功制备了不同EVO∶Mg(OH)_2配比的EVO-Mg(OH)_2试剂,并对其稳定性、分散性及粒径分布进行了研究;向模拟砂柱中注入不同体积的EVO-Mg(OH)_2,考察试剂的迁移性能以及试剂注入对三氯乙烯(TCE)迁移的影响;开展了EVO-Mg(OH)_2强化TCE还原脱氯摇瓶实验,考察了该试剂对脱氯效果的影响。结果表明:不同EVO∶Mg(OH)_2配比的试剂稳定性及分散性良好,粒径无明显差异;EVO-Mg(OH)_2可以有效地在多孔介质中迁移并实现部分滞留;注入量对EVO-Mg(OH)_2的迁移性有一定的影响;EVO-Mg(OH)_2可以促进TCE溶解和迁移从而减小EVO-Mg(OH)_2和TCE之间的传质阻力;EVO-Mg(OH)_2能够实现电子供体及OH-的双重缓释,有效促进脱氯微生物的生长,提高TCE的降解速率(k=0.128 d-1),同时抑制pH的降低(pH=7.5)。     

FeCl_3及AlCl_3对中温厌氧消化系统产生H_2S的抑制作用

以某污水处理厂初沉污泥和生物污泥为研究对象,研究了Fe Cl_3及Al Cl_3不同投加浓度对污泥中温厌氧消化系统硫化氢产生的抑制作用,利用16S r DNA高通量测序技术及定量PCR技术分析了消化污泥中硫酸盐还原菌的变化。结果表明,Fe Cl_3及Al Cl_3的投加对污泥厌氧消化系统中H_2S的产生都具有抑制作用,Fe Cl_3的抑制效果优于Al Cl_3。随Fe Cl_3及Al Cl_3投加浓度的增加沼气中H_2S浓度下降,Fe Cl_3投加浓度为150 mg/L时,H_2S含量降至零;通过分析硫酸盐还原菌的序列数并采用定量PCR测定样品中的dsr B基因拷贝数,投加Fe Cl_3及Al Cl_3的消化系统的硫酸盐还原菌数量在实验第9天大幅降低,这与该系统硫化氢浓度变化规律一致,可以推断,Fe Cl_3及Al Cl_3对硫酸盐还原菌的抑制是沼气中硫化氢含量降低的重要原因之一。     

铜铝双金属材料对硝基苯废水的还原降解研究

以废旧铝箔为原料,采用化学镀铜的方式制备了铜铝双金属材料(Cu@Al⁰)并应用于硝基苯废水的还原降解。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对制备的材料进行表征,系统考察了镀铜率、初始pH、Cu@Al⁰投加量、硝基苯初始浓度对硝基苯降解效果的影响,最后借助紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和气相色谱(GC)进一步揭示了Cu@Al⁰对硝基苯的还原降解机理。结果表明,金属铜可成功负载在铝箔表面,当铜负载率为3.43%,初始pH=3,Cu@Al⁰投加量为0.50 g,硝基苯初始质量浓度为100 mg/L,反应时间为20 min时硝基苯的降解率可达88.4%,且Cu@Al⁰具有良好的循环利用性能。Cu@Al⁰对硝基苯的降解是从亚硝基苯到羟基苯胺再到苯胺的逐步还原过程,初始pH过高会影响中间产物亚硝苯进一步还原成最终产物苯胺。     

纳米零价铁的制备及其去除水中对氯硝基苯的研究

通过FeSO4与KBH4反应,利用液相还原法制备纳米零价铁颗粒(NZVI),用XRD、SEM和BET对其性能进行表征。在常温常压下利用纳米铁还原废水中的对氯硝基苯(p-CNB),探讨了反应条件对还原率的影响。结果表明,制备过程中碱性物质(NaOH)的添加可以明显减小颗粒粒径,增大比表面积,提高纳米铁还原反应的效率。NZVI对于对氯硝基苯有很好的去除效果,NZVI用量、p-CNB初始浓度和pH值均对其去除效率产生影响。在纳米铁投加量为1 g/L,pH=2的条件下,添加NaOH的纳米铁能在120 min内将质量浓度为50 mg/L的对氯硝基苯基本完全降解,降解率为98.8%。此外,还对NZVI还原对氯硝基苯的机理进行了初步探讨。     

硫酸盐对电子垃圾拆解地底泥中重金属形态的影响

为研究硫酸盐对重金属形态分布的影响规律,评价不同条件下的重金属生态风险,采集广东清远某电子垃圾拆解区附近河流底泥,通过投加不同浓度硫酸盐,采用BCR四步提取法分析厌氧培养28 d期间铜、铅、锌、镉的形态变化。结果表明:灭菌条件下,重金属的形态基本保持不变;在空白条件下Cu、Pb、Zn和Cd 4种重金属由不稳定态向稳定态转化,其转化率分别是7%、5%、11%和5%,锌的变化最明显;与空白相比,硫酸盐的投加会加大这4种重金属的转化,其影响顺序为:CuCdZnPb。硫酸盐的投加可促进硫酸盐还原菌的生长,当硫酸盐浓度在286~655 mg·kg-1范围时,硫酸盐还原菌的数量随着硫酸盐浓度升高而增加。实验运行到后期,高浓度的H2S会对硫酸盐还原菌产生毒害作用,因此重金属的形态并不会一直向稳定态转化,研究结果表明,高浓度硫酸盐条件可降低重金属的迁移能力,有利于重金属污染场地的修复。     

Fenton试剂氧化苯酚过程中Fe（Ⅱ）浓度的变化

考察了Fenton试剂氧化降解苯酚过程中Fe(Ⅱ)浓度的变化,并通过实验探讨了其变化的原因.实验结果表明,在Fenton反应发生的第1 rain内,Fe(Ⅱ)浓度可降低到初始浓度的60%左右,随着反应的继续Fe(Ⅱ)浓度在大约20min降低到最小值,然后开始增大,说明了Fe(Ⅲ)还原作用的存在;Fenton试剂氧化降解苯酚的中间产物包括对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚和苯醌等,其中前三者能对Fe(Ⅲ)有效还原,是Fenton试剂氧化降解苯酚过程中Fe(Ⅲ)还原的主要途径之一.     

紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原水中Cr(Ⅵ)机理及影响因素

采用紫外活化过硫酸盐/甲酸体系所产生的还原性二氧化碳阴离子自由基(CO_2~(·-)),研究了水溶液中高浓度Cr(Ⅵ)的去除效果;使用电子自旋共振(ESR)技术,鉴定识别了体系中产生的活性自由基;分析了体系的活化机理及其对Cr(Ⅵ)的还原机制;考察了过硫酸盐投加量、初始pH、腐殖酸、无机阴离子(Cl~-、HCO_3~-和NO_3~-)及初始Cr(Ⅵ)浓度等对Cr(Ⅵ)去除的影响。结果表明:紫外活化过硫酸盐/甲酸体系可以有效还原Cr(Ⅵ),当过硫酸钠与甲酸浓度分别为20 mmol·L~(-1)和40 mmol·L~(-1),未调初始pH为2.4时,初始浓度为200 mg·L~(-1)Cr(VI)在50 min内基本完全可被还原;此外,Cr(Ⅵ)还原去除率随过硫酸盐浓度升高而增强,在酸性条件下(pH=2.4),体系对Cr(Ⅵ)的还原效率最高,随着pH的增大,还原效率明显降低。进一步研究表明, Cl~-、HCO_3~-和NO_3~-对Cr(Ⅵ)的还原都存在抑制作用,在相同浓度下,其抑制程度分别为HCO_3~-NO_3~-Cl~-,腐殖酸也对Cr(Ⅵ)的去除存在抑制作用。紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原Cr(Ⅵ)过程符合零级反应动力学方程,其动力学常数为78.467μmol·(L·min)~(-1)。本研究结果为Cr(Ⅵ)废水的处理提供了一种高效的还原新技术。     

无机阴离子及有机物对过硫酸盐去除废水中苯胺的影响

突发排放废水中可能含有大量阴离子和有机物,其会淬灭自由基和限制基于过硫酸盐的高级氧化技术的应用.考察了过硫酸钠投加量、Fe2+投加量、pH、Cl-、HCO3-、NO3-和其他有机物对过硫酸盐降解苯胺的影响.结果 表明:随着过硫酸盐和Fe2+浓度的升高,苯胺的去除率也随之增加,但过量投加反而会导致苯胺的去除率下降,活化过...