碳源强化硫自养反硝化对污水处理厂二级出水深度脱氮的研究

为适应我国对于污水中含氮污染物指标的排放要求，在上流式高效填料床反硝化反应器中，以C₆H₁₂O₆和Na₂S₂O₃构建碳源强化下硫自养反硝化系统，探究其对污水处理厂二级出水深度脱氮的效果。结果表明，在进水NO^-₃-N质量浓度为10.95 mg/L、温度为(25±1)℃条件下，C、N、S质量浓度比为1.3/1/1.9时，NO^-₃-N去除率在94%以上，TN的平均去除率为92.6%,最佳HRT为2 h,出水pH值始终保持在7.5左右。此外通过对出水SO₄^2-的检测，得出硫自养反硝化对整个系统去除NO^-₃-N的贡献率随着Na₂S₂O₃投加量的增加而增加；对反应器的沿程处理效果分析发现，NO^-_3<...     

石墨烯电极电活化过硫酸盐降解含酚废水研究

以苯酚为目标污染物,利用石墨烯电极自身性质及电活化共同作用下活化过硫酸盐(PDS)产生氧化性自由基降解苯酚,对影响苯酚降解的因素(包括电流密度、初始pH值、PDS浓度及影响反应的主导自由基)进行探讨。通过系统中加入一定量的甲醇和叔丁醇作为自由基猝灭剂的猝灭试验确定降解过程中的主导自由基。结果表明,在未通电情况下石墨烯电极对苯酚也具有去除作用,可以吸附苯酚。在通电情况下,由于电活化和石墨烯活化的双重作用,相比于单一石墨烯体系和单一PDS体系,石墨烯/PDS体系对苯酚的降解率显著提高,在n(PDS)∶n (phenol)为50∶1、苯酚初始质量浓度为25mg/L、pH值为11、电流密度为30 mA/cm²的条件下,在90 min内苯酚的降解率可达98.91%。通过淬灭试验确定在石墨烯/PDS降解苯酚体系中以硫酸根自由基为主(SO₄^-·)、羟基自由基(·OH)为辅。综上所述,在未通电情况下,石墨烯可以利用自身吸附作用去除苯酚,在通电情况下,石墨烯电极利用自身性质以及电活化活化过硫酸盐,与单一PDS体系和单一石墨烯体系相比,有效提高了过硫酸盐的活化程度,提高了苯酚的降解率。     

零价铁活化过硫酸盐降解分散剂木质素磺酸钠研究

为研究零价铁(Fe0)通过电子转移对过硫酸盐(PS)降解分散剂木质素磺酸钠(SL)能力的影响,以SL作为目标污染物,对影响SL降解的因素(初始pH值、SL初始质量浓度、PS浓度、Fe0投加量)及降解机理进行探讨.结果表明,1)当pH值小于2时,SL降解率随pH值升高而升高;当pH值在2～5时,SL降解率随pH值升高而降低.当PS浓度在2～4 mmol/L时,SL的降解率随PS浓度的增大而增大;当PS浓度超过4 mmol/L后降解率呈现下降趋势.当固定其他反应条件时,SL的降解率随SL初始质量浓度的升高而降低.2)相比于单一 Fe0体系和单一 PS体系,Fe0-PS体系对SL的降解率有显著提高,对含SL废水可生化性有所改善.在最佳反应条件下(pH值为2,Fe0投加后质量浓度为0.3 g/L,SL初始质量浓度0.5 g/L,PS浓度为4 mmol/L),180 min内SL的降解率能达到75.9％.3)Fe0活化PS产生SO4-·,通过自由基淬灭剂进行淬灭试验,确定降解过程中的SO4-·与·OH为体系活性物质.4)通过红外吸收光谱扫描,比较SL与反应产物的FTIR图谱,推测在氧化作用下,SL的苯环结构断裂,部分磺酸基团被氧化为SO4-.研究表明,Fe0-PS体系与单一 Fe0体系和单一 PS体系相比,Fe0能有效活化PS产生SO4-·,进而对SL有更好的降解效果.     

Fe~(2+)活化过硫酸盐氧化降解水和泥浆中PAHs(芘)的研究

采用Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐,产生强氧化性硫酸根自由基(·SO_4~-),探讨不同过硫酸盐、硫酸亚铁、柠檬酸溶液的初始浓度及pH值对水相中芘降解率的影响,从而得到水相中芘降解的最佳配比,同时据此配比进行土壤中芘的降解实验。结果表明,水相中柠檬酸浓度∶Fe~(2+)浓度∶过硫酸盐浓度∶芘的摩尔浓度比为20∶200∶400∶1时,过硫酸盐降解芘达到最佳效果。pH在5~10范围内,弱酸和中性条件比碱性条件更加利于Fe~(2+)活化过硫酸盐氧化多环芳烃。     

MnO2/FeOOH复合材料对水中U(Ⅵ)的去除及机理试验研究

采用化学沉积法制备了二氧化锰/羟基氧化铁(MnO2/FeOOH)复合材料,并将其用于吸附去除水中的放射性重金属铀。通过静态吸附试验,考察了Fe/Mn物质的量比、pH值、吸附时间和干扰离子等因素对MnO2/FeOOH吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对材料结构和形貌进行表征,并分析其吸附机理。结果表明,在投加量为150 mg/L、温度为30℃、U(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、pH值为5、Fe/Mn物质的量比为1/2及吸附时间为120 min的条件下,MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)的去除率最大可达97.7%,且pH值对铀去除效果的影响最为明显。MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich模型,且最大吸附容量达260.34 mg/g。干扰离子试验表明,SO₄^2-、CO₃^2-和Fe³⁺对MnO₂/FeOOH吸附U (VI)几乎没有影响,而Ca²⁺和Cu²⁺具有明显的抑制作用,且抑制随浓度的增大而增强。FTIR和XPS分析表明MnO2/FeOOH对U(Ⅵ)的主要作用机制为表面羟基、Mn-O与铀的配位作用。因此,MnO2/FeOOH可作为一种潜在的铀吸附材料。     

高铁酸钾-过硫酸钠降解萘的效能及机理研究

为了绿色且高效地治理多环芳烃萘污染地下水,采用高铁酸钾-过硫酸钠体系降解萘,考察高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比、pH值和温度对萘降解效果的影响,并探究反应动力学和降解机理。研究显示,当温度为25℃,pH值为5.0,高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比为1∶2时,在50 min时萘最佳降解率为82.3%。采用一级反应动力学方程对萘的降解曲线进行拟合,发现其反应速率k为0.030 2 min^-1,远高于高铁酸钾体系的0.007 4 min^-1和过硫酸钠体系的0.003 4 min^-1的总和,表明高铁酸钾-过硫酸钠体系存在协同作用。通过对高铁酸钾-过硫酸钠体系中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)质量浓度变化测定,显示该体系可以活化过硫酸钠且Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)质量浓度变化与萘的降解试验结果吻合。采用自由基猝灭试验和电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance, EPR)技术探究高铁酸钾-过硫酸钠体系中的活性氧化物种,发现羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(·SO^-₄)都参与了...     

基于二氧化铈复合类芬顿催化剂的合成及催化性能研究

通过水热法合成制备二氧化铈(CeO₂)纳米颗粒,再通过和沉淀法合成以CeO₂为基底负载MnFe₂O₄的磁性复合材料。通过条件优化实验确定复合材料类芬顿催化降解染料的最佳条件,实验证明复合材料能够在90 min内有效降解罗丹明B和亚甲基蓝,并具有较好的磁性回收性能和重复利用性能,在未来的水处理技术研究领域具有很大的潜力。     

Ti/RuO2-ZrO2-SnO2电极的研制及处理有机废水的研究

通过涂覆热分解法制备了Ti/RuO_2-ZrO_2-SnO_2、Ti/RuO_2电极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和循环伏安(CV)对电极材料进行表征,考察了电流密度、Na Cl质量浓度、p H值及电极间距对废水COD降解率的影响。结果表明,Ti/RuO_2-ZrO_2-SnO_2电极对COD具有更高的降解率,对其进行工艺优化。电极材料对废水降解的最佳工艺条件为电流密度40 m A/cm2,Na Cl质量浓度4 g/L,p H=5. 0,电极间距10 mm,COD的降解率达到90. 5%。Ti/RuO_2-ZrO_2-SnO_2电极中SnO_2与RuO_2生成固溶体,有利于增强涂层与基体之间的结合力,提高电极的稳定性; ZrO_2起到细化晶粒的作用,致使电极表面粗糙度增加,增强了电极的电催化性能,且降解过程符合一级动力学模型。     

电絮凝法处理纺织废水研究

为了考察铁、铝电极电絮凝法处理纺织废水的效果和影响因素,以铁板和铝板为电极对纺织废水进行了电絮凝处理,考察了初始pH值、电流密度、电絮凝时间对COD去除率、色度去除率、电能消耗及电极损失的影响。结果表明:初始pH值为7时,铁、铝电极电絮凝后最终pH值均有上升,但均未超过8,无需调节pH值;随电流密度增加,COD去除率、色度去除率、电能消耗及电极损失呈上升趋势,电流密度为7.5 mA/cm2时,铁电极的COD去除率可达72%,色度去除率可达89.1%,高于铝电极;电絮凝时间为15 min时,铁电极的COD去除率可达到76%,色度去除度可达90%,高于铝电极,且电能消耗低于铝电极。研究表明,铁电极电絮凝法处理纺织废水具有技术可行性,最佳试验条件为:初始pH值中性,电流密度7.5 mA/cm2,电絮凝时间15 min。     

电催化氧化降解水中磺胺嘧啶的研究

为了解并优化电化学方法对水体中磺胺类药物的去除效果,以Ir O2-Ru O2/Ti为阳极,不锈钢为阴极,Na2SO4为电解质,电催化氧化降解模拟废水中的磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD),反应时间为240min。探讨了SD初始质量浓度、电流密度、p H值、电解质浓度及电极板间距对电催化降解SD效率的影响,并利用HPLC-MS分析降解产物。结果表明,电催化氧化可有效去除水中的SD。升高初始质量浓度、电流密度、极板间距可提高SD降解速率,初始质量浓度由15 mg/L升高到50 mg/L时,去除率降低了9.2%;电流密度从5 m A/cm2升高到15 m A/cm2,去除率增加了38.1%,电流密度大于15 m A/cm2时其对去除率的影响不明显;极板间距由2 cm增加到4 cm,去除率增加了12.2%;酸性条件降解效果最好,碱性对SD去除率略有抑制,p H值为1和13相比于p H值为7时去除率分别增加9.9%及降低4%;电解质浓度(≤0.05 mol/L)与SD降解速率呈负相关,电解质浓度大于0.05 mol/L时,对去除率影响不明显。降解主要基于·OH的氧化过程,生成4-(2-氨基嘧啶-l(2H)-基)苯胺中间产物,过程遵循一级反应动力学模型。     

电化学法降解苯酚废水的实验研究

应用自制电化学反应器对废水中苯酚的电催化氧化处理进行了研究,实验了电解槽结构、电流密度、电解时间、电极间距离、废水pH值、废水电导率等对苯酚电解去除效果的影响,确定了最佳的处理条件。在电流密度为30 mA/cm2,电解时间为80 min,电极间距离为2 cm,废水pH值在7-8之间,废水电导率为1 100μS/cm的处理条件下,苯酚的去除率可达98%以上。利用TOC测定仪、紫外光谱和红外光谱等仪器分析的方法对苯酚的降解产物进行了分析。     

高级氧化工艺降解水中磺胺甲基嘧啶研究

为有效去除水体污染物磺胺类抗生素(Sulfonamides antibiotics,SAs),采用高级氧化紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺甲基嘧啶(sulfamerazine,SM1)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2,PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。磺胺甲基嘧啶的去除率在一定范围随着氧化剂H_2O_2和PS的浓度升高而升高;磺胺甲基嘧啶初始质量浓度越大,反应速率越小。两种工艺降解磺胺甲基嘧啶最大去除率均发生在pH=3。NaCl会抑制两种工艺对目标污染物的降解,而适当的NaHCO_3可促进其降解反应的进行。腐植酸的存在对两种工艺降解污染物均会产生抑制作用。     

Fe~0活化过硫酸铵降解酸性红R的实验研究

采用零价铁(Fe~0)活化过硫酸铵工艺降解酸性红R染料废水,研究了反应pH、初始酸性红R浓度、Fe~0投加量、过硫酸铵浓度、反应温度等操作条件对酸性红R降解效率的影响。结果表明,酸性红R降解的最佳条件:液相pH=3.0、Fe~0投加量0.05 g/L、过硫酸铵浓度0.4 g/L,初始浓度50 mg/L的酸性红R废水室温条件下反应60 min,废水酸性红R的降解效率可达98%;影响Fe~0活化过硫酸铵降解酸性红R的主要因素是pH、Fe~0添加量及过硫酸铵浓度。     

灌注重金属稳定剂对复合重金属污染河道底泥的修复效能与机理研究

为探索原位灌注重金属稳定剂修复重金属污染河道底泥的可行性，以电子拆解区重金属污染物河道底泥为对象，考察了灌注Na₂S、CaS_x和FeSO₄对底泥中Cr、Cd、Pb、As和Sb五种高毒性重金属的稳定化效果。结果表明：对于Cd、Pb, 3种药剂在投加30%时能完全抑制底泥中二者的浸出，而对于Cr、As和Sb, FeSO₄的稳定化效果最好，其次为CaS_x,Na₂S效果最差。在FeSO₄投加量为3%、5%、8%和10%(质量比)时，底泥中总Cr、Cr⁶⁺、As和Sb的浸出质量浓度分别降低了90%、97%、100%和100%。3种药剂处理后第7 d底泥总Cr和Cr⁶⁺浸出均出现反弹，而对于As、Sb,仅Na₂S和CaS_x出现反弹。还原剂稳定底泥重金属的机理主要通过促进重金属由弱酸可溶态向可氧化态和残渣态转变。在3%FeSO₄处理基础上进...     

Fenton法降解餐厨垃圾废水恶臭的试验研究

基于Fenton法对水中有机污染物的强氧化能力,研究其对餐厨垃圾废水中恶臭物质的去除条件及降解特性.采用GC-MS分流进样(分流比5∶1)的方法,对目标物质进行分离,并选择离子(SIM)模式检测.餐厨垃圾废水各目标污染物质分离情况良好,共检出20种挥发性有机恶臭污染物,其总质量浓度为8.60 mg/m3.通过单因素试验,研究H2O2、Fe2+投加量、pH值、氧化时间对恶臭物质(以甲硫醇、乙酸乙酯和二硫化碳为代表)的去除效果;并利用正交试验进一步确定以上因素的影响程度,从而得出Fenton氧化试验的最佳反应条件:反应初始pH=5,H2O2投加量为0.98 mol/L,Fe2+投加量为10 g/L,反应进行120 min.此时目标分析物质总降解率达99.6％,水样臭阈值降低了 97％以上.试验结果满足环境恶臭污染物无组织排放限值,该法对高效降解餐厨垃圾废水异味具有参考价值.     

Ag修饰Bi2GeO5的制备及光催化处理TNT废水性能研究

为了进一步提高Bi₂GeO₅的催化活性，为炸药废水实际处理提供可借鉴的方法，采用一步溶剂热法，以一定比例的水和二乙醇胺混合物为溶剂，AgNO₃为Ag源，用Ag修饰Bi₂GeO₅纳米粒子，制备Ag修饰的Bi₂GeO₅光催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、N₂吸附-脱附和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对所制备的复合光催化剂进行表征，随后通过降解TNT试验测试所制备复合材料的光催化性能，评估了不同配比的Ag修饰对Bi₂GeO₅光催化剂所制备产物的光催化活性的影响。结果表明，0.1 g Ag修饰的Bi₂GeO₅光降解TNT的性能要优于其他比例修饰的Bi₂GeO₅,在25 min内光催化降解率达到94%,T...     

好氧与电絮凝组合工艺处理糖蜜酒精厌氧出水研究

采用好氧与电絮凝联合工艺处理糖蜜酒精厌氧出水,考察COD和色度的去除效果.首先,采用SBR工艺去除废水中的易降解污染物.结果表明:采用SBR法处理稀释10倍的糖蜜酒精厌氧出水,适宜的水力停留时间为10 h;COD去除率为42％,脱色效果不明显,BOD5/COD由0.54下降到0.09,好氧出水难以生化降解.进一步采用电絮凝法处理好氧出水,并考察了极板间距、初始pH值、电流密度和电解时间等因素对COD去除及脱色效果的影响.结果表明,在极板间距为3 cm、废水pH=7.83(无须调节,最佳pH=6～8)、电流密度为10 mA/cm2、电解时间为30 min的条件下进行电絮凝处理,与稀释10倍的糖蜜酒精厌氧出水相比,COD总去除率可达86％,脱色率达95％.     

改性PbO2电极电催化氧化直接绿废水的研究

采用表面活性剂聚乙二醇200改性自制不锈钢基PbO2电极。通过SEM、XRD等分析方法对改性PbO2电极表面形貌及晶体结构进行表征。利用直接绿模拟废水脱色实验考察电极的电催化氧化特性。考察了粒子电极的投加量、电解质的浓度及使用次数等条件对直接绿废水降解效率的影响。结果表明,改性后的电极表面颗粒明显细化,β-PbO2纯度提高。电催化时间3 min,粒子电极投加量13 g/L,电解质质量浓度为0.06 g/L,对50mg/L直接绿废水的去除率可达94.98%。     

微波诱导膨胀石墨-K_2S_2O_8降解处理甲基橙模拟废水

研究了微波诱导膨胀石墨-K2S2O8催化氧化降解甲基橙模拟废水工艺,分别考察了溶液初始p H值、EG及K2S2O8用量、微波功率、微波时间等因素对废水脱色效果的影响,采用SEM、EDS、XRD、FTIR对新鲜及使用6次后的EG进行了表征。结果表明,微波诱导EG-K2S2O8体系能高效快速地降解废水中的甲基橙,在50 m L初始p H值为1、质量浓度为200 mg/L的甲基橙废水中,EG用量0.1 g、K2S2O8为0.05 g、微波辐射功率259 W、微波辐射6 min的处理工艺条件下,脱色率达到了98.6%,微波诱导EG-K2S2O8体系对甲基橙废水降解效果明显,产生了协同效应。此外,膨胀石墨还具有良好的重复使用性能,使用6次后甲基橙脱色率仍然保持在90.8%。     

纳米γ-Fe2O3对汞离子的吸附行为研究

为了研究用于含汞离子废水处理的新型高效材料,研究了纳米γ-Fe₂O₃对汞离子的吸附行为。探讨pH值(3、8和12)、温度(288 K、298 K、308 K、318 K)和离子强度(Ca²⁺,0.001 mol/L、0.01 mol/L、0.1 mol/L)对该吸附的影响。使用吸附动力学方程(拉格朗日准一级、准二级)和等温吸附方程(Langmuir和Freundlich)分别对吸附数据进行拟合,并讨论吸附机理。结果表明:pH值为3、8、12时,纳米γ-Fe₂O₃对汞离子的吸附动力学方程符合准二级动力学模型(R2=0.997~0.999);288 K、298 K、308 K、318 K时,纳米γ-Fe₂O₃对汞离子的吸附过程更符合Langmuir吸附模型(R²=0.970~0.995),并且随温度升高,吸附量增加;在不同pH值下,纳米γ-Fe₂O₃对汞离子的吸附等温式可使用Langmuir模式(R²=0.983~0.996)进行表征,随p H值降低,吸附量减少,中性环境有利于吸附;在不同Ca²⁺浓度下,可用Langmuir等温吸附式拟合(R²=0.990~0.996)。通过Langmuir等温吸附式推算出最大吸附量随Ca²⁺浓度增加而减少。