Mechanism for the destruction of carbon tetrachloride and chloroform DNAPLs by modified Fenton's reagent

The destruction of a carbon tetrachloride DNAPL and a chloroform DNAPL was investigated in reactions containing 0.5 mL of DNAPL and a solution of modified Fenton's reagent (2M H2O2 and 5mM iron(III)-chelate). Carbon tetrachloride and chloroform masses were followed in the DNAPLs, the aqueous phases, and the off gasses. In addition, the rate of DNAPL destruction was compared to the rate of gas-purge dissolution. Carbon tetrachloride DNAPLs were rapidly destroyed by modified Fenton's reagent at 6.5 times the rate of gas purge dissolution, with 74% of the DNAPL destroyed within 24h. Use of reactions in which a single reactive oxygen species (hydroxyl radical, hydroperoxide anion, or superoxide radical anion) was generated showed that superoxide is the reactive species in modified Fenton's reagent responsible for carbon tetrachloride DNAPL destruction. Chloroform DNAPLs were also destroyed by modified Fenton's reagent, but at a rate slower than the rate of gas purge dissolution. Reactions generating a single reactive oxygen species demonstrated that chloroform destruction was the result of both superoxide and hydroxyl radical activity. Such a mechanism of chloroform DNAPL destruction is in agreement with the slow but relatively equal reactivity of chloroform with both superoxide and hydroxyl radical. The results of this research demonstrate that modified Fenton's reagent can rapidly and effectively destroy DNAPLs of contaminants characterized by minimal reactivity with hydroxyl radical, and should receive more consideration as a DNAPL cleanup technology.     

印染废水生化出水中各类有机物在Fenton 氧化过程中的去除效果

考察了Fenton氧化法处理印染废水生化出水时,不同因素对色度去除效果的影响。在最佳处理条件下,即[H2O2]∶[Fe2＋]为6∶1,反应初始pH为4.0,H2O2和FeSO4的投加量分别为3.6 mmol/L和0.6 mmol/L,反应时间为30min,UV254、DOC和COD的去除率分别达到了84%、52%和84%,ADMI7.6和稀释倍数表征的色度去除率分别达到了94%和96%。通过XAD-8/XAD-4吸附树脂联用技术将印染废水生化出水中溶解性有机物分为疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质及亲水物质4类有机物。实验结果表明,对于该印染废水的生化出水,疏水性物质是引起色度的主要物质,所占比例以ADMI7.6表征时为92%,其中以非酸疏水物质的贡献最大,达到53%。Fenton试剂氧化处理对此水样中的非酸疏水物质和疏水酸均有较好的去除效果,对弱疏水性有机物和亲水性有机物去除率较低。     

Fenton氧化法深度处理抗生素废水二级出水

采用Fenton氧化法对青霉素和土霉素混合废水二级处理出水进行深度处理,通过正交和单因素实验研究了废水初始反应pH值、H2O2投加量、Fe2+/H2O2摩尔比及反应时间等因素对废水处理效果的影响。实验结果表明,Fenton氧化法处理的最佳反应条件为:初始pH值4、H2O2(30%)投加量50 mL/L、Fe2+/H2O2摩尔比1/20和反应时间60 min,处理后出水COD小于120 mg/L,COD去除率在75%以上,急性毒性(HgCl2毒性当量)小于0.07 mg/L,满足《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903-2008)表2标准要求。     

利用城市生态河道深度净化污水处理厂出水的工程技术研究

提出了城市生态河道工程构建的技术方法,并研究了示范工程对城市污水处理厂出水的深度净化规律。实验结果表明,在保证生态景观功能的前提下,将生态河道技术工艺用于污水处理厂出水的深度净化,能够高效、稳定地去除氮磷等营养物,河道出水可以满足城市景观水体补充水源的水质要求,出水TP、PO^3-₄、TN、NH₃-N和NO₃-N平均值分别达到0.263、0.116、2.570、0.752和2.438 mg/L,去除率分别达到85.4%、92.8%、60.8%、39.7%和77.2%。     

城市污水厂二级处理出水深度处理组合工艺研究

为了研究臭氧-曝气生物滤池二级处理出水深度处理组合工艺的处理效果,采用臭氧-曝气生物滤池(biological aerated filter, BAF)组合工艺对城市污水处理厂二级生化处理出水进行深度处理。结果表明,组合工艺对造成水中色度的主要物质腐植酸和富里酸类有机物和嗅味物质中的二甲基三硫和二甲基异莰醇(MIB)能够进行有效去除。臭氧氧化能够显著提高后续BAF单元对COD_Mn的去除。在进水COD_Mn6~8 mg/L、色度为25~30度、浊度约为8 NTU的条件下,当臭氧投加量为5~6 mg/L、BAF的水力停留时间为1~1.5 h时,出水COD_Mn< 5 mg/L、色度<5度、浊度<1 NTU,出水水质可满足生产工艺对回用水的水质要求。     

絮凝-Fenton试剂氧化处理印染废水

采用Fenton试剂对某染袜厂2种印染废水(印染红和印染蓝)进行处理。考察了硫酸亚铁投加量、双氧水投加量、反应时间及pH值对印染废水的色度及COD去除率的影响,通过正交实验确定了Fenton试剂处理该废水的最佳操作条件为:反应时间30 min、双氧水(30%)投加量4 mL/L、硫酸亚铁投加量300 mg/L、pH值为4左右。在最佳条件下,印染蓝废水经氧化处理后COD去除率大于80%,色度去除率95%以上;印染红废水需经絮凝预处理后再用Fenton试剂氧化处理,其脱色率达到了99.6%,COD去除率为91.2%,出水COD浓度为96 mg/L,可达标排放。     

Fenton试剂石灰法处理苎麻脱胶前段混合废水的试验研究

探讨了Fenton试剂石灰法处理苎麻脱胶前段混合废水工艺。试验表明,当FeSO₄₂O、H₂O₂（30％）、饱和石灰乳的投加量分别为3 g/L、2 mL/L和3 mL/L时,COD的去除率50％以上,色度去除率达到90％以上。更重要的是,处理后出水可部分回用于煮炼生产,从而节约生产用碱量,减少废水排放量, 还可提高废水可生化性,为后续生物处理创造条件。     

物化-生化组合工艺处理提铜选矿药剂生产废水中试实验研究

采用“预处理(酸化沉降+铁炭微电解+石灰中和)-生化(水解酸化+两级好氧生化)-深度处理(Fenton试剂催化氧化+石灰中和)”组合工艺对提铜选矿药剂生产废水进行现场中试实验研究,主要考察其COD去除、脱色、除味效果,重点考察生化单元运行特性及其对有机物的去除能力.实验结果表明,该组合工艺对该生产废水具有较好的净化效果,出水清澈透明、无气味,主要出水水质指标pH、色度、COD可以达到《污水综合排放标准(GB8976-1996)》二级标准.     

紫外/氯降解普里米酮的效能和机理

选用普里米酮(primidone,PRM)为目标污染物,研究了紫外/氯高级氧化工艺对PRM的降解效能及反应机理,分别考察了pH、水体常见阴离子(Cl-、HCO3-和NO3-)和出水有机物(effluent organic matter,EfOM)对PRM降解效果的影响,并研究了PRM在类Fenton体系中的削减情况;同...     

Combined steam distillation and electrochemical peroxidation (ECP) treatment of river sediment contaminated by PCBs

A combined treatment process utilizing steam distillation followed by electrochemical peroxidation (ECP) has been utilized to remove >90% of the polychlorinated biphenyls (PCBs) in St. Lawrence River sediment and destroy 95% of the PCBs recovered in the condensate. 2 l of condensate were collected by boiling 500 grams of sediment containing 4.3 mg PCBs. Most of the PCBs (82.3%) were recovered as a small volume (<1 ml) of yellow oil floating on the condensate and coating glassware surfaces. The aqueous phase PCBs (182 μg/l) were destroyed (95%) by three sequential ECP treatments at 16.8°C and pH 5, utilizing 1 ml of H₂O₂ (3%) and periodically reversed current (0.75–1.0 A @ 10 volts). Oxidation is primarily mediated by hydroxyl radicals produced by the reaction of hydrogen peroxide with electrochemically generated ferrous iron (Fenton's reagent). This work suggests steam extraction, in combination with advanced oxidation technologies, provides an effective treatment strategy for contaminated solids.     

Fenton试剂和活化过硫酸钠氧化降解土壤中的二氯酚和三氯酚

氯酚类物质（chlorophenols, CPs）在环境介质中广泛存在且具有很强环境毒性。为探究化学氧化修复场地氯酚类污染的可行性,通过室内实验、模拟搅拌实验、现场中试,开展应用Fenton试剂和活化过硫酸钠氧化降解土壤CPs的研究。结果表明,化学氧化可有效降解土壤中的CPs,在氧化剂用量和CPs总量摩尔比为15:1时,CaO活化Na2S2O8能高效降解土壤中的二氯酚（2,4-DCP）和三氯酚（2,4,6-TCP）,室内实验和现场中试的去除率均达90%以上,处理后的2,4-DCP和2,4,6-TCP浓度均低于《展览会用地土壤环境质量评价标准》（HJ 350-2007）A类标准限值。Fenton试剂在室内实验中降解率达90%以上,但现场中试对2,4-DCP和2,4,6-TCP的降解率仅为66.1%、23.8%,处理后2,4-DCP浓度仍超过A类标准限值1倍以上。此外,在修复过程中,约70%的2,4-DCP、2,4,6-TCP会向液相转移,因此,需要关注修复系统引入水后污染物向液相中的转移可能造成的二次污染。研究结果可为氯酚类污染土壤的修复提供新思路,并为实际工程应用提供理论依据。     

异相Fenton试剂催化氧化-混凝沉淀深度处理焦化废水

针对焦化废水二级生化处理出水COD、色度和浊度无法达标的问题,实验研究了异相Fenton试剂催化氧化法和混凝沉淀法以及二者联合深度处理焦化废水的效果,分别探讨了H2O2、FeOOH投加量、初始pH,混凝剂投加量及种类对COD去除的影响,确定了最佳运行条件,采用GC-MS分析了联合工艺对废水中有机物的去除规律。异相Fenton试剂催化氧化静态实验研究表明,当H2O2(10%)投加量为2 mL/300 mL,FeOOH投加量为3 g/L,初始pH为4~6之间,处理效果最佳;混凝沉淀实验中最佳的混凝剂为聚丙烯酰胺阳离子,最佳投加量为8 mg/L。异相Fenton试剂催化氧化-混凝沉淀联合工艺深度处理焦化废水,出水COD基本在90 mg/L左右,浊度为0.8NTU左右,色度为40度以下,满足国家污水综合排放二级标准(GB8978-1996)。GC-MS分析显示,联合工艺能有效减少废水中有机物的种类和浓度,并将废水中长链大分子化合物和杂环化合物分解为短链的小分子化合物,构成联合工艺出水COD的主要是小分子有机物,尤其是卤代烷烃含量较高。     

UV/O3降解水样中COD的动力学建模

建立动力学模型可以对UV/O3降解有机物的过程进行有效的分析和预测,帮助改进水处理工艺以提高有机物的降解效率和降低能源消耗。然而,已有的方法无法满足实际水样中未知有机物降解过程的建模需求。在化学反应机理的基础上,结合对有机物降解生成CO2浓度演化规律的分析,建立了一种可预测未知有机物降解反应的数学模型。通过改变氧化消解的条件,从理论上检验了该模型的灵敏度;同时,实验采用了含有葡萄糖、尿素和邻苯二甲酸氢钾的混合溶液作为测试水样,考察了模型的准确性,实验值与预测值的趋势一致。     

制浆造纸废水生化出水的混凝处理研究

研究了硫酸铝和三氯化铁对制浆造纸废水生化出水的处理效果.研究发现,不调节原水pH值,硫酸铝投加量为600 mg/L或三氯化铁投加量为300mg/L时,混凝后废水的COD＜150 mg/L,色度＜50倍,出水均符合现阶段排放标准.混凝剂比较发现,在最佳反应条件下,2种混凝剂的处理效果相当,但硫酸铝混凝的成本低于三氯化铁....     

MnFeCu-LDHs活化PMS降解氯四环素的效能及机制

针对污水处理厂尾水中抗生素等生物难降解有机物频繁检出的问题,采用相对绿色、低毒性的过渡金属元素制备了锰铁铜类水滑石(MnFeCu-LDHs),并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解氯四环素(CTC)。探究了初始pH、反应温度、催化剂和PMS投量对CTC降解效能的影响规律,通过化学捕获和淬灭实验确定了活性氧物种(ROS)的种类与贡献,并对反应前后的催化剂进行理化性质表征且考察了催化剂稳定性。结果表明,在初始pH为7、反应温度为298 K、催化剂及PMS投加量均为0.2 g·L⁻¹条件下,反应5 min后CTC去除率达到80.88%,30 min去除率达到91.18%,同时,随着初始pH和温度的提高,CTC的降解效果得到明显增强;ROS淬灭实验和EPR捕获实验结果证实了在该体系中,·OH、SO₄·⁻、¹O₂均参与了CTC的降解,贡献度最高的是¹O₂,其次为·OH和SO₄·⁻;基于反应前后XPS光谱对比分析,发现MnFeCu-LDHs活化PMS过程稳定性较好,此外该催化剂在重复使用5次后,CTC的30 min去除率仍达到73.61%。因此,本研究可为SR-AOPs应用于控制水环境抗生素类污染提供新思路。     

Degradation of ethylenethiourea pesticide metabolite from water by photocatalytic processes

In this study, photocatalytic (photo-Fenton and H₂O₂/UV) and dark Fenton processes were used to remove ethylenethiourea (ETU) from water. The experiments were conducted in a photo-reactor with an 80 W mercury vapor lamp. The mineralization of ETU was determined by total organic carbon analysis, and ETU degradation was qualitatively monitored by the reduction of UV absorbance at 232 nm. A higher mineralization efficiency was obtained by using the photo-peroxidation process (UV/H₂O₂). Approximately 77% of ETU was mineralized within 120 min of the reaction using [H₂O₂]₀ = 400 mg L^?1. The photo-Fenton process mineralized 70% of the ETU with [H₂O₂]₀ = 800 mg L^?1 and [Fe²⁺] = 400 mg L^?1, and there is evidence that hydrogen peroxide was the limiting reagent in the reaction because it was rapidly consumed. Moreover, increasing the concentration of H₂O₂ from 800 mg L^?1 to 1200 mg L^?1 did not enhance the degradation of ETU. Kinetics studies revealed that the pseudo-second-order model best fit the experimental conditions. The k values for the UV/H₂O₂ and photo-Fenton processes were determined to be 6.2 × 10^?4 mg L^?1 min^?1 and 7.7 × 10^?4 mg L^?1 min^?1, respectively. The mineralization of ETU in the absence of hydrogen peroxide has led to the conclusion that ETU transformation products are susceptible to photolysis by UV light. These are promising results for further research. The processes that were investigated can be used to remove pesticide metabolites from drinking water sources and wastewater in developing countries.     

固定化菌藻系统对污水处理厂出水的深度处理

将海藻酸钠固定化活性污泥和小球藻制成颗粒小球,以自制的流化床反应器对重庆市某污水处理厂出水进行深度处理,探讨了系统对氨氮、TP、COD的去除效果,实验结果表明:在HRT=12 h,溶解氧浓度为3.0 mg/L左右,pH值为6.2至8.0之间,环境室温条件下,系统对氨氮、TP、COD均有较好的去除效果,系统稳定运行后对氨氮、TP、COD去除率基本维持在60%、60%和30%以上,出水氨氮、TP、COD浓度基本维持在8、0.5和40 mg/L以下,出水浓度达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准。这项研究显示固定化菌藻胶球系统在污水处理厂出水的深度处理中具有潜在的应用前景。     

絮凝沉淀+臭氧氧化工艺深度处理印染废水二级出水

以实际印染厂二级生化出水为处理对象,以COD、色度、UV254为评价指标,采用先絮凝沉淀后臭氧氧化及先臭氧氧化后絮凝沉淀2种工艺分别进行印染废水深度处理实验。结果表明,当进水水质为:COD 80~120 mg/L、UV2540.30~0.70、色度72~84倍,在絮凝剂投加量为13.5 mg/L、臭氧投加量为16 mg/L、氧化反应30 min时,先絮凝沉淀后臭氧氧化工艺出水的COD、UV254、色度平均值分别为45.1 mg/L和0.11、4倍;在臭氧投加量为16 mg/L、氧化反应30 min、絮凝剂投加量为10.1 mg/L时,先臭氧氧化后絮凝沉淀工艺出水的COD、UV254、色度分别为45 mg/L和0.10、4倍,说明2种工艺均是可行的,且先臭氧氧化后絮凝沉淀为较优工艺。     

旋转填充床中Fenton+O_3氧化降解模拟阿莫西林废水

以旋转填充床(RPB)作为反应装置,研究了Fenton工艺与Fenton+O3工艺处理模拟阿莫西林废水的效果,考察了FeSO4·7H2O的投加量、温度、旋转床转速、液体流量及pH对COD去除率的影响。实验表明,Fenton+O3工艺的COD脱除率及BOD5/COD相对于Fenton工艺分别提升26.7%和140%。该工艺在pH为3、温度为25℃、液体流量30 L/h、气体流量2.5 L/h、转速800 r/min、H2O2的投加量为1 mmol/L及Fe2+投加量为0.4 mmol/L的条件下,100 mg/L的模拟阿莫西林废水中COD的去除率达到57.9%,BOD5/COD从0增加到0.36,满足后续生化处理要求。     

移动床生物膜反应器—膜生物反应器深度处理模拟废水及工业园区综合废水

将移动床生物膜反应器(MBBR)与膜生物反应器(MBR)有机结合,研究了该MBBR—MBR串联系统在水力停留时间(HRT)为17.50、11.75h条件下的脱碳脱氮的效果以及对工业园区综合废水污染物的去除情况。结果表明:(1)MBBR—MBR串联系统脱碳脱氮的效果良好,HRT的改变对系统的去除效果有一定的影响,随着总HRT由17.50h变为11.75h,模拟废水中COD的去除效果降低,但氨氮、硝态氮和TN的去除效果基本不受影响。(2)MBBR—MBR串联系统处理印染工业园区综合废水也有较好的效果,当进水COD、氨氮分别为150~450、20~40mg/L时,出水COD、氨氮平均分别为53.1、1.8mg/L,MBBR—MBR串联系统对COD、氨氮的去除率平均分别为80.4%、93.1%,但系统对TN的去除效果不是很理想。