超声强化金刚石膜电极电化学降解效率的机制

从电化学氧化的传质过程、吸附与脱附、电极反应3个步骤,考察了超声强化金刚石膜电极(BDD)电化学降解效率的机制.超声对上述3个步骤都有显著影响.超声增强了污染物的传质过程,苯酚和邻苯二甲酸的传质系数分别由5.4×10-6m/s和6.7×10-6m/s增大至2.0×10-5m/s,提高了270%和199%.污染物在BDD电极表面的电化学吸附特性决定了超声对吸附与脱附过程的作用.苯酚的吸附量大,但中间产物难于脱附,超声虽然使得吸附量由6.49×10-10mol/cm2减小至1.39x10-10mol/cm2,但促进了产物的脱附,产生了正效应,有利于直接氧化,氧化峰电流提高了32%;邻苯二甲酸的吸附能力弱,超声使得吸附量由1.25×10-11mol/cm2进一步减小至3.11×10-12mol/cm2,产生了负效应,导致直接氧化消失.超声可以显著提高BDD电极的降解效率,而且对苯酚降解的促进作用更为明显.苯酚的平均电化学氧化能量利用率提高了287%,高于邻苯二甲酸的224%,这主要是因为超声可以同时强化苯酚的直接氧化和间接氧化,但对于邻苯二甲酸,间接氧化得到了加强,却不发生直接氧化.     

电化学法处理工业废水的现状与发展研究

随着工业的快速发展,如何对工业废水进行高效处理是我们需要解决的问题。电化学方法反应装置简单,反应效率高,不会产生二次污染。对中国工业废水目前常用的电化学处理技术的进展和应用进行了综述,包括电化学氧化、电化学还原、电絮凝、电渗析等内容,对国内外的研究成果的总结可知,电化学法对工业废水的处理效率较高,有一定的应用前景。同时对电化学法将来的重点研究方向提出了展望。     

苯酚在金刚石膜电极上的电化学氧化降解过程

采用循环伏安法、交流阻抗法、恒电位计时电流法,并结合高效液相色谱方法,研究了苯酚在金刚石膜电极上的电化学氧化降解过程.结果表明,苯酚在电化学氧化降解中经历了苯二酚、苯醌的形成和进一步被氧化的过程,苯二酚在反应过程中的积累很少,迅速氧化为苯醌,而醌类中间产物则较难进一步氧化,在反应过程中积累的浓度较高.苯酚在金刚石膜电极上有不同的电化学氧化反应途径,在低于金刚石膜电极析氧电位下,发生单纯直接电化学氧化过程;在高于金刚石膜电极析氧电位下,间接电化学氧化和直接电化学氧化将同时发生作用.     

金刚石膜电极电化学氧化提高废水可生化性的研究

采用掺硼金刚石膜电极(BDD)电化学氧化的方法提高2-氯苯酚废水的可生化性,与钛基钌铱氧化物电极(DSA)进行对比,研究了该方法的机理.结果表明,BDD电极电化学氧化2.0h后,BOD5/CODCr值达到0.42,有效提高了废水的可生化性,而DSA电极电化学氧化2.0h后,BOD5/CODCr值仅为0.24.机理研究表明,由于BDD电极具有高的析氧电位,可产生大量的羟基自由基(×OH),能够使2-氯苯酚的苯环充分开环,形成草酸、顺丁烯二酸等易生化处理的中间产物,从而使可生化性提高;而DSA电极的析氧电位较低,产生羟基自由基的能力较差,不能有效地提高废水的可生化性.     

膜生物反应器处理工业废水中膜污染及膜过滤特性研究

采用膜生物反应器(MBR)中试试验装置处理制革、印染工业园区混合废水,考察了悬浮污泥浓度(MLSS)、溶解性微生物产物(SMP)和松散型胞外聚合物(EPS)表征总量、胶体粒子等因素对膜污染发生的影响程度.结果表明,试验装置启动后的120 d内,发生轻度膜污染现象,过滤膜阻力R20从1.5×1012m-1增加至1.8×1012m-1.MBR池内胶体粒子浓度与膜过滤阻力变化呈现明显的线性相关,而MLSS、SMP和EPS表征总量等因素的变化与膜过滤阻力的变化不存在相关性.分析认为胶体粒子是引起该试验装置发生膜污染现象的主要因素,其成因可能是胶体粒子通过附着在膜表面,沉积堵塞膜孔,从而造成膜污染.     

铁促双电极电化学氧化处理丙烯腈生产废水的研究

采用钛基二氧化锡(Ti/SnO₂)和金属铁构成组合阳极,并以石墨为阴极,研究了铁促双电极电化学氧化处理丙烯腈生产废水的效果及反应过程的相关规律.结果表明,与传统电化学氧化相比,采用组合阳极的双电极氧化过程获得了更高的有机物去除率并提高了电流效率.在相同电压下,当不外加H₂O₂时,COD去除率比采用传统电化学氧化提高11.0%～13.8%,电流效率提高8.0%～15.0%,而当外加H₂O₂浓度为2 200　mg·L^-1,且电压为4.0V时,COD去除率达74.6%, TOC去除率达67.9%.随着外加H₂O₂浓度的增加,COD和TOC去除率增加.反应初始阶段H₂O₂浓度较高而Fe²⁺浓度很低,随反应时间延长H₂O₂浓度迅速下降而Fe²⁺浓度则逐渐升高.反应过程中H₂O₂与Fe²⁺浓度变化速率与电压密切相关. H₂O₂初始浓度一定的情况下,阳极通电时间对电流效率影响显著.双电极电化学氧化对丙烯腈生产废水色度也具有良好的去除作用.铁促双电极电化学氧化为有机废水的处理提供了一个新的选择.     

新型膜生物反应器处理印染废水的研究

印染废水在工业废水中占有较大的比重,其成分复杂,污染物浓度高、难于降解,因而也是处理难度大、治理费用高的废水。本试验将膜生物反应器与活性炭技术结合应用,着重研究其在处理印染废水时的规律和活性炭去除色度的作用。通过厌氧槽内厌氧微生物的处理,好氧反应器中好氧活性污泥与PAC的综合处理,中空纤维膜的过滤,用新型膜生物反应器处理印染废水,使出水达到排放标准,并对实验结果以及各处理单元的贡献及作用进行了分析研究。     

两种膜生物反应器处理印染废水的对比试验研究

针对印染废水成分复杂、色度大、浓度高且生物难降解物质多等特点,采用了混凝沉淀法对印染废水进行预处理,而后分别采用新型海藻式膜生物反应器(MBR)和传统帘式膜生物反应器对印染废水进行活性污泥法处理试验研究。通过对化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、色度、浊度等水质指标连续进行测定、分析与处理,考察两种膜生物反应器对印染废水的降解效果,并观察系统运行情况和膜组件污染状况。试验结果表明:海藻式MBR对印染废水的处理效果良好,出水浊度低于0.3NTU,对COD、BOD、色度、氨氮、总氮的去除率分别可达90%、94%、91.4%、87.8%、86.4%。海藻式MBR在各项指标上均明显优于传统帘式MBR,且能够降低MBR膜丝根部的污染,清洗更方便、更有效。     

苯酚在Ti／RuO2-IrO2电极上的电化学氧化研究

采用Ti／RuO2-IrO2电极做阳极，以不锈钢为阴极在不同条件（pH、电流密度、Cl^-初始浓度、苯酚初始浓度）下电解处理人工合成苯酚废水。实验结果表明：在电流密度较大、废水pH为中性、苯酚初始浓度较大的条件下电解废水，有利于苯酚的降解。当向废水中加入Cl^-时，可使废水中苯酚得到有效的降解，但若条件控制不好，会生成毒性更强的物质。     

膜生物反应器处理印染废水的研究进展

印染废水是一种有机物含量高、色度深、生化性差、难降解的工业废水,采用传统的污水处理工艺很难达到排放标准,对新型、高效的处理工艺的研究越来越受到人们的关注.膜生物反应器是一种新型水处理技术,具有传统废水处理工艺所无法比拟的优势,通过膜生物反应器处理后的印染废水,甚至达到了回用水标准,在此基础上对现在研究较多的膜生物反应器的改进技术进行了综述并指出了还有待解决的问题,为将来的发展提供参考和依据.     

Advanced treatment of dyeing wastewater towards reuse by the combined Fenton oxidation and membrane bioreactor process

The performance of combined Fenton oxidation and membrane bioreactor (MBR) process for the advanced treatment of an effluent from an integrated dyeing wastewater treatment plant was evaluated. The experimental results revealed that under the optimum Fenton oxidation conditions (initial pH 5, H 2 O 2 dosage 17 mmol/L, and Fe 2+ 1.7 mmol/L) the average total organic carbon (TOC) and color removal ratios were 39.3% and 69.5% after 35 min of reaction, respectively. Results from Zahn-Wallens Test also represented that Fenton process was effective to enhance the biodegradability of the test wastewater. As for the further purification of MBR process, TOC removal capacity was examined at different hydraulic retention times (HRT) of 10, 18 and 25 hr. Under the optimum HRT of 18 hr, the average TOC concentration and color of the final MBR effluent were 16.8 mg/L and 2 dilution time, respectively. The sludge yield coefficient was 0.13 g MLSS/g TOC and TOC degradation rate was 0.078 kg TOC/(m 3 ·day). The final effluent of MBR can meet the reuse criteria of urban recycling water-water quality standard for miscellaneous water consumption GBT18920-2002.     

Performance of bioferric-submerged membrane bioreactor for dyeing wastewater treatment

Adding iron salt or iron hydroxide to sludgemixed liquor in an aeration tank of a conventional activated sludge processes (bioferric process) can simultaneously improve the sludge’s filterability and enhance the system’s treatment capacity. In view of this, Fe(OH)₃ was added to a submerged membrane bioreactor (SMBR) to enhance the removal efficiency and to mitigate membrane fouling. Bioferric process and SMBR were combined to create a novel process called Bioferric-SMBR. A side-by-side comparison study of Bioferric-SMBR and common SMBR dealing with dyeing wastewater was carried out. Bioferric-SMBR showed potential superiority, which could enhance removal efficiency, reduce membrane fouling and improve sludge characteristic. When volumetric loading rate was 25% higher than that of common SMBR, the removal efficiencies of Bioferric-SMBR on COD, dye, and NH₄ ⁺-N were 1.0%, 9.5%, and 5.2% higher than that of common SMBR, respectively. The trans-membrane pressure of Bioferric-SMBR was only 36% of that in common SMBR while its membrane flux was 25% higher than that of common SMBR. The stable running period in Bioferric-SMBR was 2.5 times of that in common SMBR when there was no surplus sludge discharged. The mixed liquor suspended solids concentration of Bioferric-SMBR was higher than that of common SMBR with more diversified kinds of microorganisms such as protozoans and metazoans. The mean particle diameter and specific oxygen uptake rate of Bioferric-SMBR were 3.10 and 1.23 times the common SMBR, respectively. Translated from Environmental Science, 2005, 26(6): 65–70 [译自: 环境科学]     

电絮凝-微纳米气泡臭氧氧化工艺处理高盐印染废水的研究

高盐印染废水具有色度大、可生化性差、水质水量不稳定等特点,以致难以通过传统生化方法得到高效处理。将微纳米气泡臭氧（O₃）高级氧化工艺与电絮凝（EC）工艺组合处理高盐印染废水,探究2种工艺的耦合作用,并研究电流密度、盐浓度、pH等因素对组合工艺处理效果的影响。结果表明,单独EC法处理印染废水在一定程度有脱色和去除有机物的效果,但效率低。在相同条件下,EC和O₃同时处理(EC+O₃)150 min与EC处理30 min后再经O₃处理120 min (EC→O₃)过程相比,EC+O₃处理印染废水的效率更高,去除1 mg COD消耗的O₃仅为0.46~1.39 mg。随着电流密度和pH的升高,EC+O₃工艺的色度、UV₂₅₄、COD和TOC去除率增加;盐浓度的增加对色度、UV₂₅₄、COD和TOC去除率影响不大。比较了O₃微纳米气泡工艺、高级氧化法H₂O₂/O₃、EC+O₃ 3种方法对新疆和浙江实际印染废水的处理效果,并进行了经济性分析。3种微纳米气泡处理工艺的单位污染物电能消耗量（EE/O）由低到高为EC+O₃ < H₂O₂/O₃ < O₃。

     

靛兰染色废水处理的有效工艺及设备

为解决色织企业靛兰染色废水治理问题,在工艺实验研究的基础上,成功地采用了“预处理－物化－生化”工艺,并研制安装了一套处理能力为300m³/d的专用设备,经检测各项指标达到国家排放标准,其中SS、CODcr、BOD₅、S²－、色度、苯胺的去除率分别为73.5％、73.5％、84.98％、96.28％、96.92％、100％。在多年运行中证明该工艺及其设备性能稳定、操作简单、投资省、运转成本低。     

低温等离子体与絮凝剂处理印染废水的协同效应

采用低温等离子体和絮凝剂协同处理印染废水.结果表明,染料废水脱色率和COD去除率随输入电压增大和放电时间延长而增加;电极间距、废水初始浓度、通入空气流量等因素对印染废水处理效果也有很大影响;气相中放电效果优于液相中放电,阳极电极在液面以上8mm左右时放电效果最好,在其他条件不变情况下随废水初始浓度和通入空气流量增大废水脱色和COD脱除率先增大再减小,有一最佳峰值.印染废水先经过等离子体处理后再加入絮凝剂处理效果优于先加絮凝剂后放电、仅有等离子体放电的过程.在本实验中初始浓度200mg/L(CODCr初始值572)印染废水在外加电压40kV、放电时间20min、电极间距8mm、通入空气流量16L/h条件下,与絮凝剂PAC相互协同作用可达到96%脱色率、63%COD去除率.     

电化学转盘法处理活性翠蓝KN-G的研究

采用一种新型电化学反应器——电化学转盘来处理模拟染料废水——活性翠蓝KN-G,考察了电压、转速、pH、反应时间等因素对去除效果的影响,并确定了最佳反应条件(电压22V,转速70r/min,反应时间60min),在此条件下,色度和TOC去除率可分别达到92.9%、50.9%。并初步探讨了活性翠蓝KN-G的降解机理。     

磁性氧化石墨电催化活性及净化印染废水效能

采用高铁酸钾作为铁前驱体和氧化剂氧化石墨矿物,原位合成磁性氧化石墨(MGO)催化剂.磁性氧化石墨与碳黑(CB)混合在碳纤维布基底上制备阴极(MGO/CB),将溶解氧还原生成活性氧(ROS)氧化处理含活性红X-3B染料的模拟废水,并采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱、电化学手段表征磁性氧化石墨催化剂的...     

粒子电极对苯酚废水的电催化降解

以溶胶-凝胶法制备了负载型复合金属氧化物Mn-Sn-Sb/γ-Al₂O₃粒子电极,用该粒子电极取代平板电极,对苯酚水溶液进行了电催化降解的研究,并考察了pH,电解质浓度,槽电压,进水ρ(苯酚),反应温度和气体流量等因素对苯酚去除率的影响.结果表明,当反应温度为25 ℃,pH为6.4,气体流量为0.5 L/min,槽电压为6.5 V,电解质浓度为0.025 mol/L时,电催化降解质量浓度为200 mg/L的苯酚水溶液150 min,苯酚去除率为94.0%,催化活性较高.提高进水ρ(苯酚),会使反应表现为自抑制作用;提高温度有利于苯酚电催化氧化的进行,但会增加石墨电极损耗和催化剂溶出量,因此在选择电催化氧化温度时要考虑设备的耐蚀性和电极的稳定性.      

掺硼金刚石电极处理榨菜废水试验研究

掺硼金刚石(BDD)电极在电化学氧化难生物降解性废水时具有电化学性能良好、处理效果好等特点,因而受到广泛关注.本试验采用BDD电极电化学氧化榨菜废水,并考察了稀释比、初始pH值、电流密度、极板间距等参数对COD、氨氮(NH3-N)去除率的影响.试验结果表明:在稀释比为1∶2、电流密度50 mA·cm-2、未调节pH值、极板间距为15 mm的最优工况下,COD、NH3-N去除率分别为96.9%、100%.COD去除率满足线性方程y=0.435t(R2=0.9899),NH3-N去除率满足多项式拟合方程y=0.53+0.936t+0.031t2-3.46×10-4t3(R2=0.9956).研究表明,BDD电极电化学氧化榨菜废水是一种有效的高级氧化工艺.     

印染废水处理工艺改造的实践与探讨

根据某印染废水的特点 ,在原有传统处理工艺的基础上进行了工艺改造 ,将调节池改为水解酸化池 ,将活性污泥曝气池改为接触氧化池 ,在池内形成了合理的微生物分布 ,大大地改善了出水水质 ,使 COD、SS、硫化物、色度的去除率分别提高了 2 2 %、10 %、36 .4%、2 5 %。既满足废水排放标准 ,又节约了土建资金。