TiO_2/ACF光催化反应器的设计及降解苯酚的研究

以硫酸钛为原料,活性炭纤维(ACF)为载体,通过水解法制备出光催化剂(TiO2/ACF)。利用SEM、XRD等技术对其进行表征确认,ACF表面负载有大量以锐钛矿型为主的TiO2。在考虑工艺操作的应用性,以及反应器中的光-固(催化剂)-液(反应器溶液)-气(空气)等各要素之间的良好接触和匹配关系的情况下,设计、制作光催化氧化反应器。以主波长为254 nm的紫外灯作为光源,利用制备的TiO2/ACF光催化降解苯酚溶液,考察了动态条件下苯酚的去除效果。结果表明:在苯酚初始质量浓度为40 mg/L,废水pH=7.5,反应器内紫外灯光强为1.75 W/L,通入空气量Q=2.6 mL/(min.L)的情况下,当废水在反应器内HRT约为7.67 h时,苯酚去除率可达91%,COD去除率约为79%。     

微波辅助光催化降解水中苯酚

利用改装的家用微波炉、微波无电极灯(EDLs)和TiO₂催化剂研究了水溶液中苯酚的光催化降解效果.结果表明,反应30 min,微波辅助光催化(MAPC)能去除92%的苯酚,溶液总有机碳(TOC)减少84%.MAPC的最佳反应条件为:苯酚初始浓度10 mg/L,微波功率900 W,反应液体积50 mL,EDLs-3,催化剂用量1～4 g/L,循环态流速15 mL/min.MAPC处理含酚废水具有较好的应用潜能.     

多层光源内置式气-液-固循环流化床光催化降解双酚A

悬浮浆态光催化反应体系具有固-液接触面积大、过程效率高和处理量较大的优点,但存在浆态体系中纳米催化剂难于分离回收的问题,为解决这一难题,提出了在废水污染物光催化降解过程中使用易于沉降分离的微米级颗粒光催化荆,并与新设计的多层光源内置式气-液-固循环流化床相结合组成的光催化反应体系.以微米级颗粒Gd-TiO2为光催化剂,...     

掺铁TiO2光催化降解聚乙烯醇的实验研究

以钛酸四丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备掺铁TiO2催化剂,并将其用于光催化氧化降解聚乙烯醇溶液。结果表明,掺铁量为0.12%,经450℃焙烧后所得光催化剂性能较好,在300W汞灯光照105min,聚乙烯醇的质量浓度为10g/L,催化剂投加量为1.2g/L的条件下,聚乙烯醇分子量的降解率达92.1%。     

TiO_2光催化剂降解含阿奇霉素废水的研究

以纯TiO2、纳米TiO2、掺Fe3+及掺Fe的纳米TiO2为光催化剂,在暗室光催化反应器中进行了含阿奇霉素废水的光催化氧化降解性能研究。系统考察了光催化剂种类、光照时间、催化剂用量、掺Fe量等因素对降解过程的影响。结果表明,在pH=6.4、t=30min、催化剂用量为10g/L时,掺0.05%Fe的纳米TiO2降解效果最佳。     

含碳纳米C-TiO_2薄膜光催化降解气相甲苯研究

对以工业丙烷为燃料、空气为氧化剂、TiCl4为先驱物的火焰CVD法制备的含碳纳米C-TiO2光催化剂,用沉降法在石英玻璃管内壁制备C-TiO2纳米薄膜,以管式反应器为光催化氧化装置,实验研究了含碳纳米C-TiO2的纳米薄膜对甲苯气体的光催化降解规律。探讨了甲苯初始浓度和相对湿度等因素对降解率的影响。实验结果表明,相对湿度约为60%时,对甲苯有最佳的光催化降解效果。在催化剂负载量约为4.9mg、主波长为254nm和365nm的8W紫外灯各一盏、甲苯初始浓度约为60mg/m3、气体流量为400mL/min(甲苯在光催化器中停留时间约为3.45s)的条件下,甲苯的降解率可达45%。     

悬浮型光催化纳滤膜反应器对染料中间体H酸溶液的降解

在多组分条件下通过采用悬浮型光催化纳滤膜反应器进行目标污染底物H酸的光催化降解效率及反应动力学研究,控制干扰污染物吐氏酸和变色酸浓度分别为5,10,20,25,40mg/L,控制H酸浓度100mg/L恒定不变.实验结果表明,在单组分光催化纳滤膜反应器中,在Ct/C0?0.7条件下,降解过程遵循L-H零级(0~12min)与L-H一级(12~20min)的混合动力学模型;在多组分光催化纳滤膜反应器中,随着干扰物浓度的增加,在Ct/C0?0.7条件下(约0~20min反应时间段)其降解过程均对应地遵循L-H一级反应动力学模型.通过实验进一步证实,H酸光催化降解动力学的改变主要由耦合光催化反应器内底物和光催化剂表面H酸的浓度差异性引起.     

悬浮型光催化纳滤膜反应器对染料中间体H酸溶液的降解

在多组分条件下通过采用悬浮型光催化纳滤膜反应器进行目标污染底物H酸的光催化降解效率及反应动力学研究,控制干扰污染物吐氏酸和变色酸浓度分别为5,10,20,25,40mg/L,控制H酸浓度100mg/L恒定不变.实验结果表明,在单组分光催化纳滤膜反应器中,在Ct/C030.7条件下,降解过程遵循L-H 零级(0~12min)与L-H一级(12~20min)的混合动力学模型;在多组分光催化纳滤膜反应器中,随着干扰物浓度的增加,在Ct/C030.7条件下(约0~20min反应时间段)其降解过程均对应地遵循L-H一级反应动力学模型.通过实验进一步证实,H酸光催化降解动力学的改变主要由耦合光催化反应器内底物和光催化剂表面H酸的浓度差异性引起.     

TiO2光催化降解水中对乙酰氨基酚的研究

以金属卤素灯(250 W,波长≥365 nm)为光源,研究了对乙酰氨基酚(APAP)在纳米TiO2悬浆体系中的光催化降解,考察了溶液初始pH、APAP初始浓度和TiO2投加剂量对APAP光催化降解的影响.结果表明:TiO2光催化工艺可以有效地去除水中的APAP;在pH值为3.0、TiO2投加量为0.5 g/L的条件下,初始浓度为30 μmol·L-1的APAP水溶液在光照60min后的光降解率可达59.1%;APAP的光催化降解率与其初始浓度、TiO2光催化剂的用量、溶液的pH值等因素有关.     

TiO2光催化降解水中内分泌干扰物17β-雌二醇

以低压汞灯为光源,采用间歇式光氧化反应器,研究了17β-雌二醇(E2)在纳米TiO2(Degussa P-25)悬浆体系中的光催化降解.考察了溶液pH、E2初始浓度、TiO2光催化剂投加量、UV光强、H2O2、O2对E2光催化降解的影响.结果表明,TiO2光催化工艺可以有效地去除水中的E2,E2的光降解过程符合一级反应动力学模型;TiO2投加量为200 mg/L时,在14 W低压汞灯照射下,初始浓度为400 μg/L的E2在自来水中的光降解一级反应速率常数为0.018 min-1,E2的光催化降解速率常数与其初始浓度、TiO2光催化剂的用量、溶液的pH值、UV光强等因素有关;外加H2O2、O2可以影响催化剂的光降解效率.     

基于柱状发光体悬浆式光催化反应器绝对量子产率的计算方法

与均相体系不同 ,多相光催化体系不能忽略催化剂颗粒对光子的散射 ,但严格求解光辐射传递方程在数学上是很困难的 .通常采用的输入光强计算表观量子产率的方法往往低估了真实的光量子产率 .本文针对带有柱状发光体圆筒形悬浆体系反应器 ,在做出一些合理的简化后 ,提出了一种以二氧化钛为催化剂在近紫外光辐照下多相光催化绝对量子产率的计算方法 .以苯酚为模型化合物 ,应用在典型反应器中光催化降解的实验结果 ,求得局域体积光子吸收速率 (LVRPA)在反应器内的分布 ,计算了绝对光量子产率 .表观量子产率与绝对量子产率相差7.08% ,约有1.1%输入光辐射从反应器筒壁上被淬灭 .本方法可用来评价不同催化剂或同一催化剂不同模型化合物的光催化效率 ,也为光催化反应器的设计提供了依据 .     

微压流化式复合生物反应器处理含酚废水效能的研究

通过连续动态试验,对新型微压流化式复合生物反应器(MP-FHBR)处理模拟苯酚废水的效能进行研究.结果表明,MP-FHBR的COD容积负荷可达4.86kg/(m3·d)、苯酚容积负荷可达1.96kg/(m3·d),出水COD低于200mg/L、出水苯酚浓度低于1mg/L,COD和苯酚去除率分别达到90%和99%以上.当苯酚容积负荷达到2.04kg/(m3·d),苯酚在反应器中逐渐累积,反应器内微生物的TTC-比脱氢酶活性下降.当MP-FHBR进水苯酚浓度为800mg/L时,最佳水力停留时间为9～10h.水力负荷对反应器沉淀池的泥水分离效果影响较大,限制了反应器的进水量,所以MP-FHBR主要适用于处理较高浓度的含酚废水.     

Feasibility and advantage of biofilm-electrode reactor for phenol degradation

The new biofilm-electrode method was used for the phenol degradation, because of its low current requirement. The biofilm-electrode reactor consisted of immobilized degrading bacteria on Ti electrode as cathode and Ti/PbO2 electrode as anode. With the biofilmelectrode reactor in a divided electrolytic cell, the phenol degradation rate could achieve 100% at 18 h which was higher than using traditional methods, such as biological or electrochemical methods. Chemical oxygen demand (COD) removal rate of the biofilmelectrode reactor was also greater than that using biological and electrochemical method, and could reach 80% at 16 h. The results suggested that the biofilm-electrode reactor system can be used to treat wastewater with phenol.     

滴流床催化湿式氧化苯酚的动力学

通过自行设计制作的滴流床反应器,研究了苯酚在以CuO/γ-Al₂O₃为催化剂的催化湿式氧化反应.结果表明,在相对温和的操作条件(温度180 ℃,压力3 MPa,液相流量1.668 L·h^-1,气相流量160 L·h^-1)下,苯酚的去除率均达到90%以上.苯酚的降解曲线与自催化反应的S型曲线类似,符合自由基链反应机理.所建立的活塞流拟均相反应器模型能很好地拟合苯酚催化湿式氧化反应过程.还研究了苯酚初始浓度、苯酚水溶液流量及反应温度对反应结果的影响.     

萃取膜生物反应器处理苯酚废水的试验研究

从经过驯化的活性污泥中筛选出苯酚降解菌.制备成菌悬液,对比活性污泥体系和菌悬液体系的萃取膜生物反应器(EMB)对苯酚废水的处理效果,考察了料液苯酚浓度、反应器温度等因素对膜萃取速率及生物降解效果的影响.结果表明,通过以苯酚为唯一碳源,逐渐提高苯酚浓度的方法对活性污泥进行驯化.当进水苯酚浓度为700 mg·L-1时,苯酚去除率达99%以上;适当提高反应器温度和料液初始浓度有利于提高膜萃取速率;当初始料液苯酚浓度为2000 mg·L-1时,膜萃取速率高于生物降解速率,生物相中产生苯酚积累;菌悬液体系EMB的生物膜厚度明显小于活性污泥体系,且水力反冲洗可有效控制生物膜厚度.对苯酚生物降解产物的GC-MS分析结果表明,苯酚的生物降解较彻底,基本无苯酚中间产物的残留.     

曝气生物流化床处理高浓度含酚废水

采用曝气生物流化床(ABFT)工艺处理自配及实际高浓度炼油含酚废水,在进水ρ(总酚)为200～4 900 mg/L时,总酚去除率可达99%以上;苯酚的去除主要发生在曝气生物流化床的第1池,其他反应池可进一步保证出水水质的稳定性,从而使该工艺具有很强的耐冲击负荷能力;曝气生物流化床第1池在苯酚负荷为4.80～7.84 kg/(m3·d)的条件下,苯酚去除率可达70%以上;曝气生物流化床内生物量以附着生长生物膜为主,丝状菌在生物膜中占有重要地位.对自配和实际废水,ABFT均在高苯酚负荷下实现了污染物的稳定去除.      

Degradation of phenol in an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor at ambient temperature

IntroductionPhenolistherawmaterialforthecommercialproductionofawidevarietyofresins ,includingphenolicresinsasconstructionmaterialsforautomobilesandappliances,expoxyresinsasadhesives ,andpolyamideforvariousapplications.Inaddition ,phenolsareoftenfoundinwas…     

Degradation of phenol in an upflow anaerobic sludge blanket(UASB) reactor at ambient temperatureKE

A synthetic wastewater containing phenol as sole substrate was treated in a 2.8 L upflow anaerobic sludge blanket(UASB) reactor at ambient temperature. The operation conditions and phenol removal efficiency were discussed, microbial population in the UASB sludge was identified based on DNA cloning, and pathway of anaerobic phenol degradation was proposed. Phenol in wastewater was degraded in an UASB reactor at loading rate up to 18 gCOD/(L·d), With a 1:1 recycle ratio, at 26(1℃, pH 7.0-7.5. An UASB reactor was able to remove 99% of phenol up to 1226 mg/L in wastewater with 24 h of hydraulic retention time(HRT). For HRT below 24 h, phenol degradation efficiency decreased with HRT, from 95.4% at 16 h to 93.8% at 12 h. It further deteriorated to 88.5% when HRT reached 8 h. When the concentration of influent phenol of the reactor was 1260 mg/L(corresponding COD 3000 mg/L), with the HRT decreasing(from 40 h to 4 h, corresponding COD loading increasing), the biomass yields tended to increase from 0.265 to 3.08 g/(L·d). While at 12 h of HRT, the biomass yield was lower. When HRT was 12 h, the methane yield was 0.308 L/(gCOD removed), which was the highest. Throughout the study, phenol was the sole organic substrate. The effluent contained only residual phenol without any detectable intermediates, such as benzoate, 4-hydrobenzoate or volatile fatty acids(VFAs). Based on DNA cloning analysis, the sludge was composed of five groups of microorganisms. Desulfotomaculum and Clostridium were likely responsible for the conversion of phenol to benzoate, which was further degraded by Syntrophus to acetate and H2/CO2. Methanogens lastly converted acetate and H2/CO2 to methane. The role of epsilon-Proteobacteria was, however, unsure.     

Aerobic granulation of pure bacterial strain Bacillus thuringiensis

The objective of this study is to cultivate aerobic granules by pure bacterial strain, Bacillus thuringiensis, in a sequencing batch reactor. Stable granules sized 2.0–2.2 mm were formed in the reactor after a five-week cultivation. These granules exhibited excellent settling attributes, and degraded phenol at rates of 1.49 and 1.19 g phenol/(g VSS?d) at 250 and 1500 mg/L of phenol concentration, respectively. Confocal laser scanning microscopic test results show that Bacillus thuringiensis was distributed over the initial small aggregates, and the outer edge of the granule was away from the core regime in the following stage.     

苯酚对厌氧氨氧化工艺耦合反硝化的启动及脱氮性能的影响

研究了ANAMMOX耦合异养反硝化反应器的启动过程,考察了苯酚浓度对耦合反应器脱氮性能的影响.接种2L(占反应器有效容积的20%)挥发性悬浮固体(MLVSS)为6000mg/L的ANAMMOX颗粒污泥,在pH7.8、温度为25℃、HRT为1.5h的条件下经过86d的培养,ANAMMOX耦合异养反硝化启动成功.实验结果表明,在稳定运行阶段,NH4+-N、NO2--N和TN平均去除率分别为85.4%、86.1%和79.9%,TN平均容积负荷和TN平均去除负荷分别为2.63,2.10kg/(m3·d);ANAMMOX颗粒污泥外面包裹着苯酚反硝化菌;系统内异养反硝化与ANAMMOX存在协同和竞争关系.当苯酚浓度≥0.3mmol/L时,ANAMMOX菌的活性受到很大抑制,苯酚浓度的升高加剧了苯酚反硝化菌与ANAMMOX菌之间的竞争;从脱氮效果及系统稳定两方面综合考虑,当苯酚浓度为0.2mmol/L时,耦合效果最好,消耗的NH4+-N、NO2--N与生成的NO3--N之比为1:1.52:0.11.