硝基苯在温和条件下的电化学还原

在温和条件下(电流密度不大于1mA/cm²,pH4～9),研究电极材料对水中低浓度硝基苯电催化还原过程的影响.结果表明,S1、S2和AB₅电极均能将水中硝基苯高选择地还原为苯胺 ,硝基苯转化率大于85%,苯胺产率大于75%.循环伏安和快速线性扫描研究表明,硝基苯在S1和S2电极上主要进行直接还原,而在AB₅电极则主要通过电解产生的氢间接还原.生物降解实验表明,电解产物可以被AN3菌有效降解.     

一株硝基苯高效降解菌的筛选及其降解特性

自南京化工厂下水道底泥和废水处理系统曝气池活性污泥中驯化分离得到一株能快速降解硝基苯的菌株,初步鉴定其为不动杆菌属菌株。该菌株降解硝基苯的最适宜环境条件为温度25℃～35℃,pH7～8,振荡速率大于120r/m。在适宜环境条件下,该菌株能够在24h内全部降解初始浓度不超过400mg/L的硝基苯,该浓度范围内硝基苯的降解过程符合零级动力学特征;当硝基苯的初始浓度超过400mg/L时,降解菌的生长受到毒害作用,该浓度范围内硝基苯的降解在开始有一个明显的停滞期,降解过程不再符合零级或一级动力学特征。     

硝基苯好氧降解菌筛选及其降解特性

针对化学试剂厂和制药厂废水中的硝基苯,经菌源筛选与长期好氧驯化,分离到1株能有效降解硝基苯的菌株Bacillus subilis(枯草芽孢杆菌)。系统研究了其生长条件及降解硝基苯的特性,适宜生长条件: pH为5.0～8.0,温度为30～40℃,NH4Cl浓度为100～200 mg/L,在降解硝基苯的过程中有苯胺生成,这为含低浓度硝基苯废水的生物处理提供了新的途径,即不需要厌氧工艺而直接用好氧技术就可将废水完全无害化。      

零价铁表面积对泥浆反应体系中硝基苯降解行为的影响

硝基苯能够被零价铁还原成为苯胺. 利用气相色谱分析方法,研究了泥浆体系中零价铁表面积对硝基苯污染底质降解行为的影响. 结果表明,在沉积物中初始w(硝基苯)为8.87 μg/g,按照3.27 g/L最佳比例投加还原铁粉,经2 h反应约有97%的硝基苯被降解;其还原机理为表面接触反应,铁粉总表面积是影响硝基苯降解的主要参数;沉积物中硝基苯降解速率常数(K)和残留量(y)与单位体积泥浆中零价铁总表面积(ρ_a)之间表现为线性和负指数相关性,其关系式分别为:K0.006　5+5.165　87×10－4ρ_a和y8.57exp(-ρ_a/7.66)+0.25;零价铁还原硝基苯的降解过程,其降解动力学符合准一级方程,并且通过SEM扫描电镜发现零价铁在反应过程中表面被严重腐蚀,颗粒组成发生明显改变.      

Experimental study on oxidative decomposition of nitrobenzene in aqueous solution by honeycomb ceramic-catalyzed ozonation

The ozonation of nitrobenzene in aqueous solution was carried out in a semi-batch reactor to investigate the degradation efficiency, the effect factors, and the reaction mechanism, where honeycomb ceramic was used as a catalyst. The presence of honeycomb ceramic could improve the degradation rate of nitrobenzene by 15.46% compared to the results of ozonation alone. Under the conditions of this experiment, the degradation rate of honeycomb ceramic-catalyzed ozonation increased by 12.94% with the increase of the amount of catalyst from 1 to 5 blocks. The degradation rates all increased greatly with the increase of temperature and pH of the solution in the processes of honeycomb ceramiccatalyzed ozonation and ozonation alone. But, when the pH of the solution increased to 9.50, the advantage of the honeycomb ceramic-catalyzed ozonation process would be lost. The experimental findings indicated that in the processes of ozonation alone and honeycomb ceramic-catalyzed ozonation, nitrobenzene was primarily oxidized by ·OH free radical in aqueous solution. The adsorption of nitrobenzene was too limited to have an important influence on the degradation rate of nitrobenzene. With the same total dosage of applied ozone, the multiple step addition of ozone showed much higher removal efficiency than that obtained by one step in the two processes.     

臭氧/沸石工艺处理水中硝基苯的效能研究

在连续反应器中,考察了臭氧/沸石工艺在不同条件下去除硝基苯的效果.结果表明,臭氧/沸石工艺对硝基苯的去除效率明显高于单纯臭氧氧化,反应7 min后,硝基苯去除率达到100％,并且该反应符合假一级反应动力学.叔丁醇能抑制臭氧/沸石工艺对硝基苯的去除效率,表明在氧化去除硝基苯过程中羟基自由基起主导作用.增加沸石投量和臭氧浓度均能有效地提高臭氧/沸石工艺对硝基苯的去除效率,并且臭氧/沸石工艺对硝基苯的去除速率与沸石投量之间存在1个最优值,与臭氧浓度呈线性关系.臭氧/沸石工艺对硝基苯的去除速率与初始硝基苯浓度无关.离子强度对臭氧/沸石工艺降解硝基苯的效率影响较大,当离子强度从0增加到1×10^-3　mol/L时,臭氧/沸石工艺对硝基苯的去除率从81.2％降低至31.6％.pH值主要影响臭氧的分解能力,随着溶液pH降低,臭氧/沸石工艺对硝基苯的去除效率逐渐下降.沸石具有较长的使用寿命.     

O3/H2O2与O3/Mn氧化工艺去除水中难降解有机污染物的对比研究

以硝基苯为代表性有机污染物,对比研究了O₃/H₂O₂与O₃/Mn氧化工艺去除水中难降解有机污染物的效能与机理结果发现,2种催化氧化工艺均可以提高不易被单独臭氧氧化的硝基苯的去除效果,并且催化剂H₂O₂和Mn(Ⅱ)存在着最佳投量从已知的O₃/H₂O₂工艺反应机理,并根据硝基苯的化学性质和水中剩余臭氧动态监测结果推断,O₃/Mn降解硝基苯可能同样遵循自由基反应机理.向反应系统中投加H₂O₂和Mn(Ⅱ)还提高了臭氧的传质效果和有效利用率.对2种催化氧化工艺的特点和在实际水处理中应用进行了分析和探讨.     

新型二氧化铅电极处理硝基苯废水

采用高压塑片的方法制备了一种PbO₂电极,用X衍射、扫描电镜、火焰原子吸收分光光度法对该电极性能进行了考察,并探讨了该电极降解硝基苯的机理和工艺条件.结果表明,该电极与普通石墨电极相比,COD_Cr去除率更高,电解5 h COD_Cr去除率最高可达65%.由于PbO₂电极具有较高的析氧电位,在阳极极化下,PbO₂电极表面易生成·OH,这是其电解效率高的主要原因.该电极电解硝基苯的最适条件:ρ(硝基苯)为501.5 mg/L,电极间距为3 cm,溶液pH为7.利用该电极处理含磷酸盐和氯离子的硝基苯废水效果尤为突出,但由于阴极的还原作用,电解过程中硝基苯不能被完全氧化.      

改性蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中微量硝基苯

以硝基苯为目标反应物,对改性蜂窝陶瓷、蜂窝陶瓷催化臭氧化和单独臭氧氧化去除水中微量有机污染物的效果进行了比较.发现与单独臭氧氧化相比,改性蜂窝陶瓷和蜂窝陶瓷催化臭氧化工艺可以提高水中硝基苯的去除率,分别为38.35%和15.46%.在本次实验条件下,随着改性蜂窝陶瓷催化剂的用量增加到5份,硝基苯的降解效率上升了30.55%;3种工艺对硝基苯的去除率都随着温度的升高而显著增加,随着pH值的升高越来越大,在pH=10.00左右时,臭氧/改性蜂窝陶瓷联用对硝基苯的去除优势消失;臭氧/改性蜂窝陶瓷催化氧化对硝基苯的去除遵循自由基机理;催化剂对硝基苯的吸附很小,对去除几乎没有影响;对于3个体系,将总量相同的O3多次投加可以获得明显优于一次性投加的去除效果;改性蜂窝陶瓷催化剂的使用寿命较长.     

硝基苯好氧降解的共基质及生物协同作用

通过研究多菌种多基质条件下硝基苯的降解以便寻找提高实际废水处理效率的途径,从不同菌源中筛选与驯化获得硝基苯的高效降解菌枯草芽孢杆菌、门多萨假单孢菌、肺炎克雷伯氏菌及人苍白杆菌.研究这些菌种好氧降解硝基苯过程中的生物协同作用及其基质效应,构建实际废水处理的生物降解体系．结果表明,枯草芽孢杆菌和人苍白杆菌之间存在协同降解作用．加入人苍白杆菌后可使质量浓度为232．0mg/L硝基苯被完全降解的时间从145h缩短为85h;由枯草芽孢杆菌、门多萨假单孢菌和肺炎克雷伯氏菌组成的混合降解实验发现,枯草芽孢杆菌和门多萨假单孢菌之间存在一定程度的相互抑制作用;当加入肺炎克雷伯氏菌后抑制作用消失,降解速度加快.复合菌的作用明显优于各菌单独作用或任何两种菌之间的配合效果.经氯霉素制药厂含硝基苯实际废水的检验,混合菌在降解硝基苯的同时也使COD成分得到有效去除．     

低温硝基苯降解菌的筛选及降解特性研究

从被硝基苯污染的某河流底泥中分离到能在低温下生长并能以硝基苯为唯一碳源的7株细菌,其中菌株NB1在温度从2.5～35 ℃范围内时都可以生长并矿化20 mg/L的硝基苯,最适宜的生长温度为25 ℃左右;当培养温度为5 ℃时,该菌株在pH为6～9范围内可以快速降解20 mg/L硝基苯,偏碱性的条件比酸性条件更适合其生长;不超过100 mg/L的硝基苯可以被该细菌完全降解.通过生理生化反应特性、菌体形态以及16S rDNA序列测定结果,确定NB1为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).不同温度条件,特别是低温下该菌株对硝基苯的快速降解特性为低温环境硝基苯污染的生物修复提供了可能.     

利用白腐菌处理含硝基苯类化工废水的研究

采用正交实验法,通过生化反应动力学分析,利用白腐菌对硝基苯类化工废水进行了好氧生化降解实验研究.在常温(25 ℃),pH值为7,进水COD_Cr为2 000 mg/L,硝基苯类进水质量浓度为100 mg/L,停留时间为60 h的条件下,COD_Cr降解率达到99%.对白腐菌降解硝基苯类废水的动力学分析,结果证明了其生化反应为一级动力学反应.      

生物海绵铁体系降解硝基苯的特性及机理初探

采用硝基苯（NB）模拟废水对生物海绵铁体系进行驯化,考察了NB初始浓度、海绵铁投加量、初始pH值、温度等因素对生物海绵铁体系降解NB的影响,初步探讨了生物海绵铁体系高效降解NB的机理.结果表明：生物海绵铁体系较普通活性污泥系统对NB适应性及氧化作用更强,驯化至第28d对300mg/L NB废水去除率稳定在98%以上,驯化周期比普通活性污泥体系缩短28d;海绵铁的加入大大促进了微生物对NB的降解,NB初始浓度及pH值对生物海绵铁体系降解速率影响较大,该体系适宜的温度范围较广,10~40℃均能高效降解NB,生物海绵铁体系对NB的降解符合零级反应动力学规律;生物海绵铁体系中活性氧化物（ROS）含量明显高于海绵铁体系及污泥体系,尤其是介入铁泥的生物海绵铁体系ROS含量更高,为体系发生较强类Fenton效应提供了条件.在实验确定的最佳工况下,经NB驯化的铁泥与海绵铁形成的生物海绵铁体系,NB降解速率为31.49min^-1,6hNB降解率及TOC去除率分别高达92.0%和63.1%,较单独海绵铁体系与单独铁泥体系降解率的叠加值分别高出22.3%和11.4%.本研究为经济有效地处理NB废水提供了新思路.     

超声-臭氧氧化处理硝基苯废水实验研究

在实验装置上对超声-臭氧氧化处理硝基苯废水进行了实验研究，主要考察了废水初始pH值、反应时间，臭氧通入量、超声功率等因素对硝基苯去除率的影响，实验结果表明，超声辐射可以在臭氧氧化过程中起加速反应的作用，而且随着超声功率的增大，加速反应的能力增强；废水初始pH值为11时硝基苯去除效果最佳；随着臭氧通入量的增大，反应时间的延长，硝基苯去除率不断增大；超声-臭氧处理硝基苯废水过程中硝基苯的降解规律为表现一级反应。     

臭氧/沸石工艺处理水中硝基苯的机理探讨

考察了臭氧在H型沸石上吸附与分解情况,发现臭氧在H型沸石上发生了吸附与分解,并且吸附过程与脱附过程是不可逆的,其脱附速率很快.在吸附分解平衡后,臭氧在H型沸石上的吸附分解量与进水臭氧浓度成正比.而在1×10^-3 mol/L Na⁺存在条件下,被Na⁺交换的H型沸石基本不吸附分解臭氧.考察不同阳离子和不同型号沸石对臭氧/沸石工艺去除硝基苯的影响,发现Ca²⁺的影响最大,另外Na型沸石和NH₄型沸石在降解硝基苯的过程中,硝基苯的去除效率逐渐提高,并且Na型沸石中的Na⁺发生溶出,表明盐析效应影响臭氧扩散进入沸石孔道进行自分解和催化分解的能力.脱铝后的H型沸石没有体现降解硝基苯的效果.最后在pH 3.0时,H型沸石也能吸附分解一部分臭氧,说明H⁺的影响不如其它阳离子.     

O3/UV降解水中的乙酸和硝基苯

利用O3 /UV和O3/H2O2降解了水中的乙酸,结果表明,在相同条件下处理60min后,O3/UV对乙酸的去除率仅比单独臭氧化处理提高了3%,而O3/H2O2在此条件下完全降解乙酸.O3/UV在处理硝基苯过程中却显示较好的氧化降解能力,通过分析表明,硝基苯降解过程中所产生的副产物H2O2对有机物的去除具有很重要的作用.因此,O3/UV氧化降解能力的提高可能有2方面的原因,紫外光对有机物的活化作用;中间产物H2O2催化臭氧分解产生了高活性的羟基自由基. 单独紫外光催化臭氧分解产生羟基自由基的效率极低.     

水流模拟断面中硝基苯的迁移转化规律

采用实验室模拟装置研究了4,10和20 ℃条件下,封闭、开放状态和不同环境因素影响下硝基苯污染水团流经模拟断面前后, 硝基苯在上覆水与沉积物中的迁移转化规律. 结果表明:封闭、开放状态模拟断面上覆水和沉积物中硝基苯迁移分配受温度变化影响显著;开放状态下,上覆水、沉积物中硝基苯变化量均低于封闭状态. 挥发不但影响硝基苯在沉积物-上覆水间的迁移分配,而且能促进沉积物中硝基苯的解吸;光照对模拟断面硝基苯迁移转化无影响. 对于相同的沉积物和上覆水,影响模拟断面系统中硝基苯迁移、分配的因素依次为温度、挥发和光照. 分析实验结果和材料推测,硝基苯在该实验条件下不存在降解转化.      

地下水循环井技术修复硝基苯污染含水层效果模拟

实验在二维模拟槽中进行,以曝气前后地下水水位高度变化表征地下水循环强度,分析了地下水初始水位,曝气量和地下水初始流速对循环井运行的影响,并以得到的最佳运行参数进行硝基苯污染地下水修复效果模拟.结果表明,地下水初始水位45 cm,曝气量0.7 m3·h-1,地下水初始流速低于1.0 m·d-1时,循环井可以达到良好运行状态.硝基苯在地下水中的纵向迁移距离明显大于横向,泄漏第50 d时,平均浓度达到246.97 mg·L-1.循环井修复过程中,逐渐形成一个以循环井为中心的有机物高效修复区域.该区域内有机物被优先去除,浓度持续下降.高效修复区域外,存在过渡区域,该区域内有机物的浓度受有机物吸附/解吸和迁移性共同作用影响.整个修复过程中,硝基苯的浓度经历了快速下降-缓慢下降-浓度拖尾3个阶段,累计曝气14 h后,硝基苯的平均浓度下降至71.19 mg·L-1,残留的硝基苯分布在远离循环井的区域.由此可见,地下水循环井技术能够较好地修复硝基苯污染的地下水,修复过程存在最佳运行条件及最适修复时间.     

O_3/Mn-Fe(3∶1)/载体硅胶催化降解硝基苯的动态试验研究

非均相催化臭氧化技术能够快速、有效地去除污水中较高浓度难降解有机污染物,比较适用于处理突发环境污染事故。通过对O3/Mn-Fe(3∶1)/载体硅胶在不同试验条件下处理高浓度硝基苯废水进行了动态试验研究,并考察了连续处理实际有机废水效果。试验结果表明:硝基苯废水为2 L、进水流速为0.2 m/s、催化剂投加量为20 mg/l、引发剂H2O2投加量为20 ml时,连续运行1小时后,硝基苯的去除率达到75.4%;反应器连续运行30天,出水中的硝基苯去除率稳定在65%左右。     

紫外—双氧水和亚铁离子体系对硝基苯光降解的研究

研究了以５００Ｗ直管高压汞灯为光源，在双氧水和亚铁离子的体系中，对硝基苯进行光降解的可能性。结果表明，在实验条件下，本系统对硝基苯有明显的降解效果。浓度为５０ｍｇ／Ｌ的硝基苯经过６０ｍｉｎ的光照，其降解率可达９１．７％。此外，还探讨 铁离子浓度、双氧水浓度、硝基苯浓度、ｐＨ值等因素对光降解的影响。