Fe(Ⅲ)催化氧化S(Ⅳ)机理及其动力学

为了探索Fe3 催化氧化S(Ⅳ)的反应动力学规律,实验考察了pH、Fe3 浓度、S(Ⅳ)浓度、温度对反应动力学的影响.结果表明,Fe3 催化氧化S(Ⅳ)过程中动力学控制步骤为Fe2 的氧化,且pH在0～3范围内,氧化速率随着H 浓度的升高而降低;Fe3 浓度为0～0.01 mol·L-1时,氧化速率随Fe3 浓度的增加而加快,继续增加Fe3 浓度,氧化速率没有明显变化;S(Ⅳ)浓度为0～0.1 mol·L-1时,氧化速率随S(Ⅳ)浓度的增加而加快.由实验数据得到了氧化速率公式.反应速率在20～40 ℃范围内随温度升高而加快,反应活化能约为13kJ·mol-1.在实验基础上推测反应为自由基链反应机理.     

酸性Fe(Ⅲ)溶液催化氧化S(Ⅳ)的研究

利用酸性铁离子溶液在鼓泡反应器中进行了模拟烟道气SO2脱出实验研究.在总铁离子浓度为1 72×10-2～4 12×10-1mol·L-1、总S(Ⅳ)浓度为3 32×10-5～7 81×10-5mol·L-1、O2含量1%～10%(干重)、pH为0 8～2 2、温度为25～32℃的范围内,研究了水合Fe(Ⅲ)离子与氧化物之间的配合物反应.实验证明,在合适的操作条件下存在一个最佳脱硫效果的总铁离子浓度(0 13mol·L-1),在Fe(Ⅲ)离子浓度较低的情况下(小于0 13mol·L-1),反应液中的配合物主要是二聚羟合铁离子,其与亚硫酸配合物的形成与分解从而产生亚硫酸自由基是反应速度的控制步骤.当Fe(Ⅲ)离子浓度超过0 13mol·L-1后,由于多聚羟合铁离子、硫酸铁配合物等多核配位体的形成,使其在与亚硫酸根形成配合物时受到大基团的空间阻碍效应,使反应率下降.通过实验结果和理论分析,提出了脱硫反应为配位催化氧化自由基反应机理.     

高浓度难降解有机废水的催化氧化技术发展

在催化氧化法的研究发展中,产生的湿式催化氧化法,光催化氧化法,均相催化氧化法和多相催化氧化法４个分支,在实质上,它们都对氧化剂的分解产生催化作用,以加快放心水中与氧化剂之间的化学反应。由于某些强氧化可要催化作用下产生更强氧化性的基团,能够使一些高浓度难解的有机物氧化分解,因此催化氧化法成为处理高深度难降解有机废水一项重要的新技术。本文将对催化氧化法的研究发展,应用情况分类予以介绍。     

O_2与Fe(Ⅱ)协同作用氧化和去除As(Ⅲ)

在中性无氧水环境中,以O2为氧化剂,研究不同Fe(Ⅱ)和As(Ⅲ)比值(下文中简称Fe/As比值)条件下As(Ⅲ)的氧化去除效率及机理.实验发现,在O2与Fe(Ⅱ)共存的条件下,约3～4d时间内80%左右的As(Ⅲ)被去除,6～8d后,反应趋于稳定.当Fe/As=20时,As(Ⅲ)去除率达到95%左右,当Fe/As≥30时,去除率可达到99.5%以上.研究表明,无铁水环境中O2对砷的氧化速率是极其缓慢的,而有铁存在时氧化效率可大大提高.     

NO催化氧化的初步研究

利用一套小型动态试验装置进行配气实验，分析了一系列金属氧化物对气体中低浓度ＮＯ转化率的催化活性顺序为Ｃｒ＞Ｆｅ＞Ｃｏ＞Ｍｎ＞Ｃｕ，并对其综合影响进行了分析。通过实验总结出适宜的反应条件及催化剂配方，为以后研究提供了重要的数据资料。     

工业废水催化湿式氧化处理的研究

采用系列贵金属-半导体氧化物催化剂,在高压釜中250℃液相条件下对焦化厂等工业废水以及由氨、吡啶等组成的模拟废水进行液相氧化试验。结果发现几种催化剂对不同污染物有不同序列的催化氧化活性,其净化作用有各自的选择性。WT-501催化剂对氨和有机污染物均有高活性,焦化废水经WT-501催化氧化处理后’COD、NH_3分別从9302mg/L和5230mg/L降至619mg/L和47mg/L,去除率高达93.2％和99％。     

水中烷基苯磺酸钠的催化氧化处理研究

研究水中烷基苯磺酸钠的催化氧化过程,所用氧化剂为ＮａＣｌＯ;催化剂为通过实验筛选的“ＴＵ”型催化剂。水中烷基苯磺酸钠的催化氧化降解过程用红外光谱作了分析,同时,也分析了诸因素对水中烷基苯磺酸钠去除效果的影响规律。研究结果表明,“ＴＵ”型催化剂对水中的烷基苯磺酸钠有较好的催化氧化能力,去除率通常可达８０％左右,经催化氧化后,水中的烷基苯磺酸钠几乎全部被氧化成为简单的无机物和微量的羰基化合物。     

湿式催化氧化法(CWO)处理高浓度有机废水研究

通过引进、消化、吸收日本大阪煤气公司先进的CWO高浓度生化难降解工业有机废水处理技术及对该技术的国产化研究,自主设计、制造、集成建设和运行了一套20m3/dCWO技术工业应用装置,试验结果表明,该装置对造纸黑液和焦化废水等有机废水具有良好的净化处理性能,CODcr、NH3-N等的去除率均达99%以上,且脱色、脱臭效果明显.     

电场效应与催化湿式氧化协同作用研究

在自行研制开发的一套固定床和复合三维电场一体化连续式催化湿式氧化反应器中,采用浸渍法制备的Mn-Sn-Sb-3/γ-Al₂O₃催化剂,实验研究了苯酚催化湿式氧化、电催化氧化以及电场效应下的催化湿式氧化过程的行为.结果表明,一体化反应器在较低反应温度（t=130℃）和氧分压（PO₂=1.0 MPa）下即可获得相当满意的处理效果,空时仅为27 min时苯酚和TOC的去除率就分别可达到94.0%和88.4%.电场效应下的催化湿式氧化协同降解苯酚的反应速率常数大于单独电催化或催化湿式氧化降解苯酚的反应速率常数,而且还大大超过两者之和,电催化氧化对催化湿式氧化工艺存在明显的协同增效作用.     

软锰矿催化氧化二氧化硫的过程与机理研究

通过实验室模拟废气脱硫实验,研究了软锰矿浓度、氧含量、废气流量、SO2浓度和操作温度对脱硫成酸的影响,结果表明:低浓度软锰矿浓度对废气中SO2发生显著的催化氧化作用,当软锰矿浓度>500mg/L时,脱硫效率可达80%。氧对软锰矿催化氧化SO2发挥了重要作用,应>10%。废气流量和进口SO2浓度对成酸作用影响较小,操作温度为60℃最好。软锰矿催化脱硫的机理分析表明,过程是液相Mn、Fe协同催化与固相催化作用相结合。     

软锰矿与细菌催化氧化二氧化硫

研究了软锰矿与锰氧化细菌、氧化亚铁硫杆菌催化氧化二氧化硫的过程,探讨了细菌在软锰矿脱硫体系中所起的作用。结果表明:锰氧化细菌粘附于软锰矿上,氧化Mn(Ⅱ)为Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ),强化软锰矿催化氧化二氧化硫效果;锰氧化细菌促进脱硫存在一个适应期,其后的强化作用随细菌浓度增加而增加;锰细菌与铁细菌存在协同效应,并与菌液组成的比例有关。     

软锰矿微生物催化氧化烟气脱硫

利用软锰矿与微生物联合催化氧化烟气SO₂.分别选取氧化亚铁硫杆菌（T. ferrooxidans菌）和锰氧化细菌,研究微生物对SO^2-₃的氧化性能和恢复体系中Mn（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的活性性能.采用紫外线诱变法,选育出了对SO^2-₃和Fe²⁺转化效率高T. ferrooxidans菌的优势菌株,对Fe²⁺的完全氧化时间缩短为约24 h.通过分析细菌与软锰矿联合催化氧化脱除SO₂的脱硫效率变化、液相中SO^2-₃离子的变化,以及二者的关系,探讨了细菌在软锰矿脱硫体系中所起的作用,并用透射电子显微镜观察了反应前后锰氧化细菌的形态变化.结果表明Fe²⁺与T. ferrooxidans菌共同存在时,T. ferrooxidans菌对SO₃^2-的转化速率可达到0.015?3　g/(L·min),优于化学氧化.T. ferrooxidans菌和锰氧化菌联合软锰矿脱硫实验结果表明,细菌对软锰矿脱硫存在强化作用;锰氧化细菌促进脱硫存在适应期,T. ferrooxidans菌和锰氧化菌存在协同效应,微生物可以完成铁锰催化剂的再生循环.     

FENTON氧化法处理三苯基膦生产废水的试验研究

采用Fenton试剂氧化处理三苯基膦生产废水,通过正交试验和单因素试验考察了影响因素和反应最佳条件。试验结果表明：对COD去除影响因素的大小顺序为：H2O2〉FeSO4·7H2O〉pH〉反应时间;运行最佳条件为：C（H2O2）：8mL/L,p（FeSO4·7H2O）：1．5g／L,t=120min,pH值=3和分3次投加方式,COD去除率达到为75．3％。     

软锰矿改性污泥活性炭对Cu~(2+)吸附特性的研究

文章对比研究了污泥活性炭(AC)和1%软锰矿改性的污泥活性炭(ACP)对溶液中Cu2+的吸附特性,考察了时间、pH值和吸附剂投加量等因素对吸附反应的影响。结果表明:室温下,180 min后Cu2+吸附达到平衡,pH=4.8时吸附效果最优;伪二阶动力学方程和Langmuir吸附等温方程能很好地拟合两种污泥活性炭的吸附反应。通过计算,室温下,改性前后的污泥活性炭Langmuir模型的饱和吸附量Qm分别是78.13 mg/g和94.34 mg/g。在初始浓度200 mg/L,pH=5,吸附剂投加量为2g/L时,1%软锰矿改性的污泥活性炭对Cu2+的最大吸附量为90.15 mg/g,比未改性时提高了23.33%。     

UV强化草酸络合Fe3+活化过硫酸盐氧化降解苯胺

采用UV-草酸络合Fe~(3+)[UV-Fe(C_2O_4)3-3]活化过硫酸钠(PS)氧化降解苯胺,研究了Fe(C_2O_4)3-3浓度,PS浓度,pH对PS活化效率及苯胺氧化降解效果的影响机制.结果表明,Fe(C_2O_4)3-3浓度和pH决定了UV-Fe(C_2O_4)3-3体系中Fe~(3+)向Fe2+的转化过程,并对活化PS氧化降解苯胺产生显著影响.随着Fe(C_2O_4)3-3浓度增加,PS的分解率不断提高,但当浓度高于0.75 mmol·L~(-1)时,草酸根离子(C2O_2-4)对硫酸根自由基(SO·-4)的竞争以及SO·-4之间的相互淬灭作用降低了苯胺的降解效果,降解速率大小顺序为5 mmol·L~(-1)0.25 mmol·L~(-1)0.5 mmol·L~(-1)1 mmol·L~(-1)0.75 mmol·L~(-1);中性和碱性条件不利于Fe(C_2O_4)3-3发生光化学反应生成Fe2+,但当初始pH为7和9时,由于PS活化分解过程降低反应体系pH,反应300min时PS的活化率可分别达到74%和67%,苯胺去除率分别高达91%和97%,均高于初始pH为酸性条件下的结果;苯胺降解率随初始PS浓度增加而增大,当PS浓度大于10 mmol·L~(-1)时,苯胺降解过程由二级反应变为准一级反应,但此时过量的PS因与SO·-4发生反应而显著降低PS用于氧化降解苯胺的利用率.     

控制氧化对湿法烟气脱硫过程的影响研究

在喷射鼓泡反应器上进行了控制氧化对湿法烟气脱硫过程的影响研究,测定了脱硫率η和pH随时间t的变化规律,得出了η与t的回归式及η与pH值的关系规律,讨论了不同曝气强度及抑制剂浓度对CaCO3利用率α、pH值及脱硫率η的影响。实验表明强制氧化及抑制氧化均能提高脱硫效率η及CaCO3利用率α,但对浆液pH值的影响正好相反,强制氧化使浆液pH值下降的更快,而抑制氧化则使浆液pH值有所提高。     

跌水曝气生物接触氧化预处理太湖水的研究

生物预处理是当前给水处理去除水中氨氮和有机物的有效手段,有助于改善水的理化性质且利于后续常规工艺的运行.针对以太湖水质的特点,跌水曝气生物接触氧化预处理成为首选方法.通过对不同水力停留时间(HRT)运行效果的分析,提出了在低温季节最优的水力停留时间.污染物在生物接触氧化中的去除率随水力停留时间的增大而增大,而在HRT＜1.6 h范围内HRT的影响较为显著.     

双极电化学氧化降解水中苯胺

采用钛基氧化物涂层材料（Ti/SnO2-Sb2O5）为阳极,石墨为阴极,在含Fe2＋和不含Fe2＋2种电解质条件下研究了苯胺的电化学氧化降解效率和机制.结果表明,Ti/SnO2-Sb2O5阳极氧化降解有机物的电位约2.0 V±0.1 V,而石墨阴极还原O2生成H2 O2的优化电位为-0.65 V.H2 O2单独作用不能...     

电化学氧化法和高铁混凝法处理染料废水的研究

采用电化学氧化技术和高铁混凝法研究了对三种不同染料的处理,表明二者之间的互补性很强。二者结合处理染料化工厂的还原染料、酞菁染料实际生产废水,能有效地去除染料生产废水中的色度和有机物,同时提高废水的可生化性,进一步表明两种方法在实际染料废水处理过程中具有很大的互补作用。