二氧化氯对水中二价铁离子的氧化动力学

采用分光光度法和连续碘量法研究了二氧化氯（ClO2）氧化二价铁离子的反应动力学。研究结果表明,该化学反应计量关系为：5Fe2＋＋ClO2＋4H＋→5Fe3＋＋Cl-＋2H2O,建立了ClO2氧化二价铁离子的反应动力学方程为-rFe2＋≈1.6678×106EXP（-5179.7/T）[ClO2][Fe2＋]（pH=6.0）;在pH=6.0和T=293 K的条件下,该反应对于ClO2和二价铁离子均为一级,总反应级数为二级,二级反应速率常数k值为0.03556×103L/（mol.s）,该反应活化能Ea为43.1 kJ/mol;表明ClO2除铁的氧化反应在一般水处理条件下即能进行。     

完全自营养脱氮过程中的影响因素

基于正交实验考察了溶解氧（DO）、初始NH4＋-N浓度、pH对SBR自营养脱氮性能的影响。结果表明,DO和NH4＋-N浓度对好氧氨氧化速率影响大,pH对好氧氨氧化速率的影响小;DO、NH4＋-N浓度对亚硝酸氧化速率的影响较大,pH对亚硝酸氧化速率的影响较小;DO、NH4＋-N浓度和pH对厌氧氨氧化菌（ANAOB）的活性影响较小。好氧氨氧化菌（AOB）直接影响到CANON系统的总氮去除能力,是CANON系统的控制反应,DO是关键控制因子。实验确定的CANON系统优化运行条件为,DO（0．3±0．05）mg／L、初始NH4＋-N浓度150mg／L和pH7．4。     

氧化亚铁硫杆菌对亚铁离子的氧化及其动力学研究

采用9K培养基研究了氧化亚铁硫杆菌氧化Fe^2＋过程中,pH和氧化还原电位的变化规律,并对Fe^2＋的氧化过程进行动力学分析,确定了其反应级数及反应速率常数。结果表明,（1）在温度为30℃,摇床转速为150r／min的条件下,氧化亚铁硫杆菌的最佳接种量为10．0％;（2）Fe^2＋初始质量浓度在11．39～21．72g／L时,随着浓度的增大,Fe^2＋达到100％转化率需要的时间增加;（3）氧化亚铁硫杆菌对Fe^2＋的氧化可近似看作一级反应,反应速率常数为0．0527～0．0788h。     

营养成分对Fe2+生物氧化的影响

在29℃和160 r/min条件下,以广东云浮矿山酸性废水为种源,采用9K培养基,经过富集培养得到氧化亚铁硫杆菌A.f.a。利用分批摇床实验,研究了在A.f.a作用下,溶液初始NH4+-N、PO34--P、Mg2+、Ca2+和Cu2+等基本营养成分对Fe2+生物氧化的影响。结果显示,随着NH4+-N、PO34--P、Ca2+或Cu2+离子浓度增加,Fe2+生物氧化率都先增大后降低,各离子最佳浓度分别为84.8、35.6、2.4和254.5 mg/L;Fe2+生物氧化率随着Mg2+浓度的增加逐渐增大,并趋于稳定,其限制浓度为88.8 mg/L。上述结果可用于控制营养条件促进Fe2+的生物氧化。     

UV-Vis/Fe(Ⅲ)/H2O2体系对水中雌酮的光降解

以250W照明金属卤化物灯为光源,研究了水中雌酮（E1）在UV-Vis／Fe（Ⅲ）／H2O2体系中的光降解;考查了初始pH、Fe（Ⅲ）、H2O2、E1初始浓度对E1光降解的影响。结果表明,UV-Vis／Fe（Ⅲ）／H2O2体系能有效地光降解E1,在[Fe（Ⅲ）30-20．8μmol／L、[H2O2]0=1664μmol／L、pH=3．0时,光照160min,18．5btmol／L E1的光降解率可达98．4%;在pH3．0～8．0范围内,pH初始值越小,E1降解率越大,反应初始速率越大;实验条件下,Fe（Ⅲ）、H2O2初始浓度越大,E1降解率越大,反应初始速率越大;E1初始浓度越低,E1降解率越大,反应初始速率越小。pH=3．0,实验浓度范围内的表观动力学方程为：dCE1／dt=0．00093[H2O2]^0.47[Fe（Ⅲ）]^0.62[E1]0.24;Fe（Ⅲ）是影响反应速率的主要浓度因素。     

类-Fenton体系对水中17β-雌二醇的光降解

以250W照明金属卤化物灯为光源研究了水中17β-雌二醇（E2）在类-Fenton体系中的光降解。结果表明，Fe（Ⅲ）／H2O2体系能有效地光降解E2。pH3～6范围内，E2光降解率及反应初始速率随酸度的增大而增大；H2O2初始浓度越大，E2降解率及反应初始速率越大；E2初始浓度越低，E2降解率越高，反应初始速率越低。     

多孔水凝胶P（HEA/AMPS）对水溶液中Fe（Ⅲ）的吸附

以2-丙烯酸羟乙酯（HEA）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体合成了聚合物水凝胶（PHEA/AMPS）,采用水凝胶对水溶液中Fe（Ⅲ）的吸附行为进行了研究。实验主要考察了聚合物组分、溶液pH、初始Fe（Ⅲ）浓度和吸附时间对水凝胶吸附作用的影响,并通过FT-IR和XPS分析了吸附前后水凝胶的变化。结果表明,当单体摩尔比AMPS∶HEA=1∶1,pH=2时,水凝胶对Fe（Ⅲ）的吸附容量最大。水凝胶对水溶液中Fe（Ⅲ）的吸附容量随着溶液中初始Fe3＋浓度的增加而增加,但当初始Fe3＋的浓度达到1 g/L时,吸附容量基本达到饱和。吸附等温线符合Langmuir等温线方程,吸附动力学符合准二级模型。FI-IR和XPS的分析表明,水凝胶的磺酸基和酰胺基是吸附Fe3＋的有效功能性基团,吸附机理为螯合和离子交换。     

Fenton氧化-混凝联合工艺处理络合铜镍废水的研究

采用Fenton试剂氧化-混凝联合工艺对难处理络合铜镍电镀废水进行了研究,考察了废水初始pH值、H2O2初始浓度、[Fe^2＋]/[H2O2]、反应时间和温度、混凝液pH、混凝剂质量浓度对处理过程的影响,探讨了废水的降解途径和机理.结果表明,在体系初始pH=4,温度30℃,H2O2投加量为800mg/L,[Fe^2＋]/[H2O2]=0.1,反应时间60 min,混凝液pH=8及混凝剂质量浓度为500mg/L的条件下,废水的COD去除率为96.98%,Cu^2＋为99.91%,Ni^2＋为99.92%,处理水完全达到国家一级排放标准.同时依据GC/MS对X-GN降解最终产物的分析结果,推导出废水的基本降解机理和途径.     

Fenton氧化-混凝联合工艺处理络合铜镍废水的研究

采用Fenton试剂氧化-混凝联合工艺对难处理络合铜镍电镀废水进行了研究,考察了废水初始pH值、H2O2初始浓度、[Fe2 ]/[H2O2]、反应时间和温度、混凝液pH、混凝剂质量浓度对处理过程的影响,探讨了废水的降解途径和机理.结果表明,在体系初始pH=4,温度30℃,H2O2投加量为800mg/L,[Fe2 ]/[H2O2]=0.1,反应时间60 min,混凝液pH=8及混凝剂质量浓度为500mg/L的条件下,废水的COD去除率为96.98%,Cu2 为99.91%,Ni2 为99.92%,处理水完全达到国家一级排放标准.同时依据GC/MS对X-GN降解最终产物的分析结果,推导出废水的基本降解机理和途径.     

微电解-Fenton深度处理制药废水影响因素与参数控制

采用铁炭微电解-Fenton联合工艺深度处理制药废水生化出水,探讨了初始pH、曝气量、反应时间等因素对微电解出水Fe2+和Fe3+变化规律、COD降解速率以及后续Fenton氧化效果的影响,为优化微电解-Fenton氧化联合工艺提出了微电解间歇加酸的理论。间歇加酸可提高微电解系统中COD降解速率和Fe2+含量,使后续Fenton氧化无需投加FeSO4·7H2O即可达到较好的COD去除效果。结果表明,当初始pH=2.5,曝气量为0.6 m3/h,间歇加酸30 min/次,微电解反应2 h,出水投加1 mL/L的H2O2进行Fenton氧化2 h,COD总去除率可达81.33%;间歇加酸30 min/次可将微电解反应2 h出水Fe2+浓度从50 mg/L提高至151 mg/L,COD降解速率从10.6 mg COD/(L·h)提高至22.2 mg COD/(L·h)。     

硫化物矿山尾矿生物氧化作用的抑制研究

硫化物矿山尾矿的风化、氧化会对周围环境产生危害,研究表明,以氧化亚铁硫杆菌为代表的嗜酸氧化菌起了非常重要的作用。本研究以从广东韶关大宝山尾矿分离得到的一株氧化亚铁硫杆菌作为实验菌株,添加不同剂量的杀菌剂,分析了杀菌剂对溶液pH、Eh值的影响,及杀菌剂的Fe2+氧化抑制率和最佳使用浓度。结果显示:实验用杀菌剂SDS和CTAB能有效地抑制金属硫化物尾矿的生物氧化和酸化:ρ(SDS)为30 mg/L时Fe2+的氧化抑制率达到82.83%;ρ(CTAB)为5 mg/L时Fe2+的氧化抑制率达到80.84%,添加了杀菌剂的溶液pH、Eh基本保持初始值不变,表明杀菌剂的使用可以控制金属硫化物尾矿的酸化污染。     

加热酸化-Fenton氧化处理乳化液废水

采用加热酸化-Fenton氧化处理乳化液废水,在加酸量为1．0mL98％H2SO4／100mL乳化液、加热温度95℃、加热时间1h条件下,初始COD〉20万mg／L,浊度〉8000NTU的乳化液COD降低到46592mg／L,浊度降低到20NTU,加热和酸化的联合过程达到了良好的破乳效果;破乳后的出水在ρ（Fe2＋）／ρ（H2O2）=1：30、ρ（H2O2）和（COD）=1．4、pH=4的条件下进行Fenton氧化,处理后的出水COD可降到18600mg／L,去除率达61．4％,其B／C可由破乳后的0．11提高到0．43,废水的可生化性大大提高,为后续处理创造了可能。     

生物淋滤-Fenton对印染污泥脱水性能的影响

采用嗜酸性硫杆菌生物淋滤联合Fenton氧化法对印染污泥脱水性能进行了研究。结果表明,生物淋滤过程中pH下降速率随着硫粉添加量增加而变快,经生物淋滤处理后污泥的脱水性能在一定程度上得到了改善。对生物淋滤后的污泥进行了Fenton氧化处理,获得的最佳反应条件为反应时间2h,H2O2和Fe2＋添加量分别为6g／L和0．5g／L。在该条件下,污泥上清液中总有机碳（TOC）由20．8mg／L增加到356．6mg／L;污泥比阻（SRF）和滤饼含水率分别由5．98×10^11s2／g和88．75％减少至1．26×10^11 S2／g和82．85％。生物淋滤-Fenton氧化法在污泥破解程度和脱水性能改善方面均优于单独Fenton氧化法。     

旋转填充床中Fenton＋O3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C0D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30L／h、气体流量2．5L／h、转速800r／min、H2O2的投加量为1mmol／L及Fe2＋投加量为0．4mm01／L的条件下,100mg／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。     

城市垃圾焚烧渗沥液中Ca2＋对厌氧EGSB处理效果的影响

研究了城市生活垃圾焚烧厂渗沥液中Ca2＋对厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）处理效果的影响,并采用静态实验方法考察了Ca2＋对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响。实验结果表明,进水COD为17000mg／L的条件下,当Ca2＋浓度低于6000mg／L时,EGSB对COD去除率达93％以上;当Ca2＋浓度高于6000mg／L时,COD去除率随运行时间明显下降,并在污泥中形成大量沉淀。静态实验结果表明,废水中低浓度Ca2＋促进了厌氧颗粒污泥的产甲烷活性,但高浓度Ca2＋明显抑制了其产甲烷活性,这是导致高Ca2＋浓度条件下EGSB对COD去除率降低的主要原因。研究表明,颗粒污泥产甲烷活性恢复程度随Ca2＋浓度增加而减弱。     

活性炭负载Fe^3＋催化H2O2氧化邻苯二甲酸二甲酯

将Fe3＋负载在活性炭上制得载铁催化剂Fe/AC,并研究了该催化剂对邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的催化降解性能。通过正交实验和单因素实验,探讨了催化剂投加量、H2O2投加量、溶液pH值和反应温度对水中DMP降解率的影响,同时对DMP矿化度进行了分析。实验结果表明,制得的载铁催化剂具有较高的催化活性;降解效果的影响顺序是反应温度〉催化剂投加量〉H2O2投加量〉溶液pH值;在反应温度为80℃、催化剂投加量为4 g/L、H2O2投加量为20 mL/L和溶液pH值为3的条件下反应120 min后,质量浓度为10 mg/L的DMP降解率最高可达97.73%;在优化的实验条件下反应150 min,DMP矿化度可达62.73%;催化剂反复使用5次仍具有较好的催化活性,DMP降解率仍可达到77%以上;反应过程中溶液Fe3＋浓度的变化维持在1.07 mg/L左右,且可推测催化降解DMP主要是由非均相和均相催化氧化反应共同作用的。     

Ni2＋对活性污泥活性及群落多样性的影响

通过检测活性污泥的电子传递体系活性以及生物多样性,研究Ni2＋对活性污泥微生物活性及群落多样性的影响。结果表明：与对照系统相比,5mg／L的Ni2＋对2,3,5-lriphenylteItrazoliumchloride（TTC．ETS）活性未产生显著的影响;但当Ni2＋的浓度进一步增大到10、20和40mg／L后,其对序批式反应器内活性污泥TTC—ETS活性的抑制率分别达到（36．794-11．14）％、（55．88±13．90）％和（70．97±6．78）％。低浓度Ni2＋．能增强活性污泥微生物对碳源的利用,但高于10mg／L的Ni2＋则显著抑制了活性污泥微生物对碳源的利用。各个SBR系统中微生物群落最常见的物种相近,物种丰富度和均一性则均有所不同,其中群落物种丰富度随着Ni2＋浓度的增加而逐渐减小。TTC—ETS活性、平均每孔颜色变化率、Shan—liOn指数和Simpson指数,与Ni2＋的胁迫浓度之间的显著相关性表明,它们均可有效地表征Ni2＋胁迫对活性污泥微生物活性及群落多样性的影响程度。     

As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理

通过静态动力学和热力学吸附实验,研究了温度、共存离子以及溶质的初始浓度对As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附的影响,探讨了As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理。结果表明,在As（V）初始浓度为10mg／L,pH为7的条件下,25℃时的吸附量0．41mg／g高于30℃时的吸附量0．31mg／g,As（V）在金红石TiO,上的吸附为放热过程。CaCl2和MgCl2的添加对As（V）在金红石TiO2表面吸附起到明显的促进作用。T=25℃,Ca2＋或Mg2＋浓度为10mmol／L时,As（V）吸附量分别为0．64和0．56mg／g,Ca2＋比Mg2＋对As（V）吸附促进作用强。As（V）在金红石TiO2的吸附等温线符合Frendlich方程,Lagergren二级动力学方程能较好地描述As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附的动力学过程。     

硝化颗粒污泥的快速培养及其硝化特性分析

以好氧颗粒污泥接种小试柱形SBR,采用自配无机氨氮废水为进水,在中温（28～30℃）条件下通过逐步提升进水NH4^＋-N浓度（100～650mg／L）和缩短水力停留时间（8～4h）快速培养硝化颗粒污泥。实验结果证实,以好氧颗粒污泥接种可以促使硝化颗粒污泥快速形成,36d时粒径〉0．21mm的颗粒污泥占总数的93％,颗粒污泥NH4-N比去除速率为50．53mgNH4^＋-N／（gSS·h）。硝化颗粒污泥具有良好的短程硝化性能,亚硝酸盐产生速率和累积率分别保持在3．3kgNO2-N／（m^3·d）和85％以上。反应初期高FA和反应末期高FNA的共同抑制是该研究中实现和维持稳定短程硝化的关键因素。