臭氧降解高浓度腐殖酸动力学

采用臭氧氧化法降解高浓度腐殖酸废水,并研究了臭氧对腐殖酸的降解动力学,考察了臭氧投量、初始腐殖酸浓度、初始pH和反应温度对臭氧降解高浓度腐殖酸废水的影响.结果表明,在臭氧投量为3.46 g.h-1,初始腐殖酸浓度为1 000mg.L-1,初始pH=8.0,反应温度为303 K,反应30 min的条件下,腐殖酸的去除率达到89.04%.在臭氧投量为1.52～6.01g.h-1,初始腐殖酸浓度为250～1 000 mg.L-1,初始pH为2.0～10.0,反应温度在283～323 K的范围内,臭氧降解腐殖酸符合拟一级动力学模型,通过对实验数据拟合,得到反应动力学方程,反应活化能较低(Ea=1.30×104J.mol-1),并且模型计算数值与实际数据吻合良好(平均相对误差为7.62%).     

Fenton法氧化/混凝作用去除腐殖酸的研究

采用Fenton法处理高浓度腐殖酸模拟废水,考察反应时间、初始pH、H2O2和Fe2+投量对腐殖酸COD、TOC、UV254、A400的影响,通过体系平均氧化态(η)、A465/A665、氧化/混凝作用去除COD比值(φ)、Zeta电位(ζ)等的变化研究氧化和混凝作用对腐殖酸去除的特性.结果表明,Fenton试剂能在较宽初始pH范围(2.0～5.0)内有效降解腐殖酸.当反应时间为2h,腐殖酸A400降低值(78.2%～94.5%)比UV254(75.6%～88.4%)高,COD去除率(50.8%～62.5%)比TOC(31.2%～35.1%)高.腐殖酸的去除由氧化作用(CODoxid)和混凝作用(CODcoag)共同完成.反应初始阶段腐殖酸主要通过氧化作用迅速降解去除.腐殖酸易被部分氧化为小分子有机物而不易矿化,过多Fe2+投量([Fe2+]0.08mol/L)会使CODoxid下降.混凝主要通过电中和及吸附网捕作用进行,氧化作用影响混凝作用,高CODoxid导致低CODcoag;高H2O2投量下([H2O2]0.2mol/L)Fe2+投量显著影响混凝作用对COD的去除.     

Fenton试剂催化氧化降解微囊藻毒素的动力学研究

针对饮用水中藻毒素污染的问题,以微囊藻毒素作为研究对象,系统地研究了Fenton试剂催化氧化降解微囊藻毒素的效能,并对其催化氧化微囊藻毒素过程的反应动力学进行了探讨。实验结果表明,Fenton试剂对微囊藻毒素具有较好的催化氧化效果,当[H2O2]=8 g/L、[Fe2 ]/[H2O2]=1/12、pH=2时,反应在30 min内微囊藻毒素的去除率可达90%以上。同时通过实验得出了Fenton试剂催化氧化降解微囊藻毒素的动力学方程为:r=2.31×106exp[-23 300/(RT)]C0.H492O2C2.22M。     

生物流化床降解水中腐殖酸的动力学研究

依据生物流化床内的质量平衡方程 ,建立了流化床内腐殖酸 (HA)生物降解的动力学模型 ;以Monod方程为基础 ,结合生物反应动力学理论 ,建立了生物流化床降解腐殖酸的稳态动力学模型 ,在动力学模型中 ,引入了腐殖酸总降解系数 (K) ,采用多元逐步线性回归法确定了该系数与水力停留时间和进水UV2 54 值的关系式。以微污染湖水中HA的降解为研究对象 ,在不同水力停留时间和进水腐殖酸浓度条件下对所建立的动力学模型进行了验证 ,结果表明 ,该模型可较好地描述HA生物降解的过程     

Fenton试剂催化氧化降解含硝基苯废水的特性

探讨不同氧化剂和催化剂浓度下Fenton试剂氧化降解硝基苯的作用规律,用一元线性回归方程对不同氧化降解时间后硝基苯的相对残余浓度对反应时间的相关性进行了定量分析,结果发现硝基苯的Fenton试剂氧化降解符合一级反应动力学模式,通过回归求出了各反应条件下的一级速率常数.实验中还发现以Fenton反应过程中产生的铁离子的复合物代替Fe²⁺作为催化剂时Fenton反应不仅取得了较高的催化反应速率和降解效率,而且对硝基苯具有明显的专属性,硝基苯的降解速率可由原来的17.48mg/(L·min)提高到71.22mg/(L@min),反应5min的硝基苯去除率由9.74%提高到91.79%.用人造沸石为载体吸附该物质制成的非均相催化剂同样具有良好的催化性能.另外,在体系中引入紫外光可以促进废水中CODCr的进一步降解,提高有机物降解速率.     

电化学氧化腐殖酸机理研究

腐殖酸是自然界植物残体经腐解后的产物,是饮用水源中的主要有机物,其含量越高,水质越差.以天然水体中广泛存在的腐殖酸为处理对象,以不溶性的RuO2-Ti、廉价的不锈钢作为阳极材料,研究了在不同槽电压、pH值条件下,2种阳极材料对腐殖酸的电解处理效果和氧化机理.结果表明,不溶性的RuO2-Ti电极材料和不锈钢电极材料对腐殖酸均具有较好的电化学降解作用,去除率分别达到30%和60%.比色法的测定结果发现,RuO2-Ti和不锈钢阳极材料在电化学降解过程中均产生了活性中间体H2O2和氧化能力极强的羟基自由基(·OH).     

活性炭负载纳米TiO2对腐殖酸光催化降解动力学

采用溶胶-凝胶法制备了以颗粒活性炭(GAC)为载体的纳米TiO2/AC复合催化剂,并将其用于腐殖酸的光催化降解.动力学研究表明,TiO2/AC光催化降解腐殖酸过程可用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模式表示.L-H表观反应速率常数KLH=0.1124mg·L-·1min-1,吸附平衡常数K*=0.3402L·mg-1.活性炭负载TiO2对腐殖酸的光催化降解过程,体现了活性炭与TiO2的协同作用,活性炭的吸附作用提高了光催化反应速率.     

UV/Fenton光催化氧化降解对氯苯酚废水反应动力学

研究了UV Fenton体系降解对氯苯酚废水的过程及动力学 .研究表明 ,反应降解速率主要与双氧水加入量、污染物初始浓度、亚铁离子浓度、pH值及载气种类有关 .在四分之一双氧水理论投加量的情况下 ,通入氧气 ,总酚的降解率可达到 98% ,CODcr去除率 80 %以上 .反应体系通入氧气 ,可显著提高污染物的去除率 .建立了CODcrUV Fenton降解的动力学模型 ,结果表明 ,该速率方程和实验数据拟合较好 .     

Fenton试剂对垃圾渗滤液中腐殖酸的去除特性

采用Fenton试剂处理反渗透浓缩渗滤液,通过腐殖酸相对含量(UV₂₅₄),COD_Cr,TOC,腐殖酸对COD_Cr去除的贡献比(α)及氧化/混凝去除率比(φ)等表征手段,比较不同初始pH,H₂O₂投量〔c(H₂O₂)〕和Fe2+投量〔c(Fe2+)〕对渗滤液COD_Cr和UV₂₅₄的去除效果. 结果表明:在试验范围内,UV₂₅₄去除率(48.5%～78.2%)高于COD_Cr去除率(40.3%～62.5%);腐殖酸对COD_Cr去除的贡献比(α>0.77)远高于反应前(α_〖WTBZ〗00.61),说明腐殖酸的降解影响和控制着整个体系COD_Cr的去除. 混凝作用(COD_{Cr coag},UV254 coag)受氧化作用(COD_{Cr oxid},UV254 oxid)的影响并与之拮抗,氧化作用越大混凝作用越小. 当c(H₂O₂)/c(Fe2+)>2时,氧化作用占优势;当c(H₂O₂)/c(Fe2+)<1.2时,混凝作用占主导. 当初始pH为4.0,c(H₂O₂)为240 mmol/L,c(Fe2+)为40 mmol/L,反应时间为2 h时,COD_Cr和UV₂₅₄的氧化/混凝去除率比最大(φCOD_Cr8.6,φ _<sub>UV2546.0),COD_Cr,UV₂₅₄,HA和FA去除率分别达到62.5%,78.2%,95.0%和62.7%.      

微波诱导Fenton试剂氧化降解水中对硝基氯苯

采用微波辐射诱导Fenton氧化工艺处理对硝基氯苯模拟废水。考察了H2O2用量、Fe2+用量、溶液pH、微波辐射时间、微波功率对降解效果的影响;比较了微波诱导Fenton氧化法和单纯的Fenton氧化法对对硝基氯苯的去除效果。结果表明,微波辐射不仅可以提高对硝基氯苯的去除效率,还可促进对硝基氯苯的矿质化,大大提高COD去除率,并缩短反应时间。微波诱导Fenton氧化降解对硝基氯苯的适宜工艺条件为:H2O2和Fe2+用量分别为3.0g/L和160mg/L、pH为3、微波功率为800W、微波辐射时间为10min。在此工艺条件下,对硝基氯苯和COD的去除率分别可达98.9%和90.8%。     

Self-catalytic degradation of ortho-chlorophenol with Fenton's reagent studied by chemiluminescence

The degradation of ortho-chlorophenol using Fenton's reagent was studied by chemiluminescence (CL). Without a special CL reagent, a weak CL emission from the mixture of ferrous ion and hydrogen peroxide was observed at room temperature. The CL intensity was increased by the addition of ortho-chlorophenol into the mixed solution. When the temperature was raised to 65℃, the CL intensity was enhanced strongly. The CL mechanisms for the system H₂O₂-Fe²⁺ with and without ortho-chlorophenol were studied by examining the CL spectrum, gas chromatography-mass spectrometry and electron spin resonance spectrum. The effects of various free radical scavengers, surfactants and fluorescence compounds on the CL intensity were also investigated. A self-catalytic oxidation mechanism was proposed. The results showed that singlet oxygen was the main emitter for the system H₂O₂-Fe²⁺. The strong CL from the system H₂O₂-Fe²⁺-ortho-chlorophenol was due to singlet oxygen and electronically excited quinone. The benzenediol-like intermediate product formed during the phenol oxidation process greatly promoted the Fenton's reaction and led to higher CL intensity. Chemiluninescence is a novel approach for the investigation of the oxidation of some organic pollutants by Fenton's reagent.     

Fenton氧化联合氧化钙调理对污泥脱水的机理研究

探讨了使用Fenton氧化联合氧化钙全过程(第一阶段:使用硫酸调节污泥p H值;第二阶段:投加Fe2+;第三阶段:投加H2O2;第四阶段:投加氧化钙)对污泥脱水效果及物理化学性质的影响.结果表明,酸化处理可以改变絮体的大小,降低Zeta电位,分散絮体,同时去除部分胞外聚合物(EPS),进而改善了污泥脱水性能.此外,在Fenton氧化的过程中,污泥颗粒、Zeta电位、EPS和比阻(SRF)均呈现逐渐减少的趋势,同时生成氢氧化铁胶体会覆盖在污泥颗粒表面,形成保护性的硬壳,进而使污泥的脱水性能大幅提高.当加入氧化钙时,形成稳定的刚性的结构使污泥颗粒重新聚合,促使生成多孔的脱水通道.中试结果阐明,Fenton氧化过程是实现污泥的深度脱水的关键,并表明各个阶段污泥脱水过程中产生的滤液水质状况.总的来说,本研究提供了在高压下实现污泥深度脱水的新思路,包括:絮体酸溶分散与重聚-保护性氧化-骨架构建.由此看来,Fenton氧化联合氧化钙是一种相对温和且有效的污泥调理方法.     

Fenton去除废水中甲基多巴的机制及动力学

采用Fenton试剂处理甲基多巴废水的实验结果表明, Fenton试剂能有效地去除甲基多巴及其降解产物引起的COD.不同的Fe2 ﹕H2O2,(摩尔比)下甲基多巴的Fenton反应机理有显著的差异,在高Fe 2﹕H2O2(≥2)时,反应机制是H2O2促进Fe2 的絮凝作用;在中Fe2 ﹕H2O2(=1)时,反应机制是兼有氧化和絮凝沉淀作用;在低Fe2 ﹕H2O2(≤0.2)时,反应机制是氧化作用,包括Fe2 催化H2O2氧化和Fe4 aq高价水合铁直接络合去除.针对低Fe2 ﹕H2O2(≤0.2)时甲基多巴的Fenton反应机制,建立了相应的动力学模型.模型值与实验值吻合良好,误差<10%,说明该反应动力学模型能较好地描述甲基多巴的Fenton去除过程.     

Evaluation of oxidation stability of lignite humic substances by DSC induction period measurement

The stability of lignite humic acids and four regenerated humic acids was estimated by employing differential scanning calorimetry. Induction period for the oxidative decomposition of humic matter was calculated from non-isothermal measurements at six different rates of heating. To simulate the gradual evolution history of humic acids, different intensities of oxidation attack by nitric acid on the original lignite was used. Experimental data showed higher stability of natural humic acids in the temperature range where the decomposition step occurred. On the other hand, extrapolation to lower temperatures and calculated kinetic parameters did not correspond to the order observed at higher temperatures. An oscillating trend of calculated parameters of the two proposed parts of stability was observed, which agreed with data concerning regenerated humic acids production. The approach applied in this work represents a rapid and useful method for evaluation of organic matter stability.     

Fenton法去除微囊藻毒素及有机污染物的研究

利用Fenton法处理含有微囊藻毒素的湖水,经处理后的水样中微囊藻毒素去除率达到97．33％,CODMn、UV254、叶绿素a的去除率分别达到54．32％、32．22％和98．90％。在水样中投加10mg／L的聚合氯化铝,搅拌沉淀后水中残留总Fe低于GB5749--2006（生活饮用水卫生标准》限值。     

Removal of humic substances by biosorption

Fungal pellets of Aspergillus niger 405,Aspergillus ustus 326,and Stachybotrys sp.1103 were used for the removal of humic substances from aqueous solutions.Batchwise biosorption,carried out at pH 6 and 25°C,was monitored spectrophotometrically and the process described with Freundlich’s model.Calculated sorption coeffcients Kf and n showed that A.niger exhibited the highest effciency.A good match between the model and experimental data and a high correlation coeffcient(R2)pointed out to judicious choice of ...     

芬顿试剂处理苯酚废水的实验研究

本文针对含苯酚废水来源广、危害大、成分复杂的特点,采用Fenton技术对苯酚废水的处理效果进行了研究,考察了催化剂的用量、氧化剂的用量、粉煤灰的用量和pH值对芬顿试剂氧化苯酚的影响。研究表明,当pH值为3,H2O2的加入量为0.3mol,Fe(II)的加入量为0.5mmo1的条件下,反应在10min内基本完成,苯酚的去除率达到97%;当Fenton试剂的组分不变,粉煤灰投加量为0.6g/L时,苯酚降解率在99%以上,去除效果稳定。     

CLT酸生产废水的Fenton氧化预处理试验研究

针对CLT酸生产废水高含盐、高有机物浓度、难生物降解的特点,采用Fenton氧化对CLT酸生产废水进行了预处理试验研究,考察并确定了H2O2和FeSO4·7H2O用量及二者的摩尔比,pH值以及反应时间对H2O2剩余量以及COD去除率的影响.试验结果表明,在废水的初始pH值3~4,H2O2和FeSO4·7H2O的投加量分别为20mL/L和10g/L,反应时间为30min时,反应过程中H2O2恰好全部消耗,COD的去除率为56%.Fenton氧化预处理能明显改善CLT酸废水的可生化性,原水的BOD5/COD值为0.075,经最佳试验条件处理后可升高至0.37.GC-MS分析结果表明,原水中检测到的6种主要苯系有机污染物在Fenton氧化后均未检出,利于废水后续进行生化处理.试验表明,采用Fenton氧化技术对CLT酸生产废水进行预处理是可行的.     

Polymerization of humic substances by an enzyme-catalyzed oxidative coupling

 A novel understanding of the structural features of humic substances supports the self-assembly supramolecular association of relatively small molecules rather than their polymeric nature. An increase in the conformational stability of humus may thus be achieved through promotion of intermolecular covalent bondings between heterogeneous humic molecules by an enzyme-catalyzed oxidative reaction. We present evidence from high performance size exclusion chromatography (HPSEC) and diffuse reflectance infrared spectrometry (DRIFT) that oxidation of a humic material catalyzed by horseradish peroxidase stabilizes the humic structure by the formation of aryl and alkyl ethers and permanently enhances its molecular size. Received: 15 May 2000 / Accepted in revised form: 14 July 2000