催化湿式氧化吡虫啉农药废水催化剂的研究

通过共沉淀法制备了用于湿式氧化吡虫啉农药废水的Cu/Mn复合氧化物催化剂,研究了沉淀剂种类、沉淀温度、焙烧温度和活性组分配比等因素等对Cu/Mn复合氧化物催化剂的活性及稳定性的影响,确定了最佳制备条件,利用BET比表面积测定和XRD对催化剂进行了表征.结果表明,优化条件制备的Cu/Mn复合氧化物催化剂催化湿式氧化处理吡虫啉农药废水时,具有较高的催化活性和稳定性.催化剂用量4 g/L,反应温度190℃,氧分压1.6 MPa,反应120 min,COD去除率为92.3%,活性组分溶出量较小.     

催化湿式氧化法处理吡虫啉农药废水的优化工艺条件

采用催化湿式氧化技术在2 L高压反应釜中处理吡虫啉农药废水,分别以复合金属氧化物Cu/Mn、Cu/Ce、Ce/Mn及Ce/Ag为催化剂来考察对废水COD去除率的影响.发现Cu/Ce、Ce/Mn、Cu/Mn催化剂有较高的催化活性;Ce/Mn催化剂最稳定;Ce/Ag催化剂的Ag溶出量很大.选用性能良好的Ce/Mn催化剂,考察了反应温度、反应压力和废水的初始pH对催化湿式氧化效果的影响.结果表明,催化剂的加入可使COD去除率提高37%左右,同时处理后废水的BOD5/COD从0.19提高到0.65以上;当反应温度为150～230 ℃时,处理效率随温度升高明显增加;总压4.8 MPa、氧分压1.2～2.4 MPa时,适当增加氧分压亦能提高氧化效率;废水初始pH对氧化效果影响不大,但对催化剂的稳定性有影响.优化工艺条件最终为:催化剂为Ce/Mn;温度190 ℃;氧分压1.6 MPa;进水pH为6.21;反应时间120 min.     

Fenton试剂处理有机氯农药废水的研究

研究了Fenton氧化法预处理有机氯农药废水的反应特性.通过正交实验确定了氧化反应各种影响因子的最佳操作条件.在此条件下,废水1、2的COD去除率分别为47.8%和87.9%;色度去除率分别为84.4%和99.4%.Fenton试剂处理后,2种废水的可生化性也得到了提高.在各影响因子与COD去除率的关系曲线基础上,分析了废水中各影响因子的作用机理.     

Cu/Zn非均相Fenton催化剂的制备及其对环丙沙星的降解效果

针对传统类Fenton法需在低pH范围内反应的问题,通过正交实验对以铜基为核心Cu/Zn催化剂的化学共沉淀法制备工艺进行了优化,并用XRD、SEM、BET和XPS等测试手段对优选出的催化剂进行了表征;采用单因素分析法考察了优化出的Cu/Zn非均相Fenton催化剂对环丙沙星(CIP)的催化降解效果,并对CIP的催化降解中间产物进行了检测,由此提出了可能的降解路径。结果表明：Cu/Zn金属盐摩尔比是影响Cu/Zn催化剂催化降解CIP的主要因素。优化制备的Cu/Zn催化剂主要组分是CuO,对环丙沙星具有较高的催化活性。在CIP浓度为20 mg·L⁻¹、Cu/Zn催化剂投加量为3.0 g·L⁻¹、H₂O₂投加量为149.55 mmol·L⁻¹、pH为5.0的条件下,反应90 min时CIP降解率达95.0%。所制备的Cu/Zn非均相Fenton催化剂能在pH为3.0~7.0下保持较好的催化反应活性,且氧化剂H₂O₂在反应体系中可达86.0%的利用率。Cu/Zn催化剂具有良好的稳定性和较低的金属离子浸出浓度。通过LC-MS分析,检测出了CIP的4种催化降解中间产物,并且发现CIP是从·OH攻击哌嗪环开始降解的。以上结果可为进一步探索Cu/Zn非均相芬顿催化剂降解其他类似目标污染物性能影响提供参考。     

非均相UV/Fenton氧化法降解水中六氯苯的研究

采用超声辐照促进浸渍法制备了非均相UV/Fenton催化剂Fe/Al2O3,并对其进行了表征.以制备的催化剂对水中六氯苯进行非均相UV/Fenton法氧化降解.考察了铁的负载量、初始pH、H2O2投加量、催化剂投加量和反应时间对六氯苯降解效果的影响,并探讨了六氯苯的降解动力学规律.结果表明,制备的催化剂表面活性组分分散均匀,对六氯苯具有较高的催化活性和重复利用性.非均相UV/Fenton法降解六氯苯的最佳实验条件为:铁的负载量为2%,废水初始pH为3,H2O2和Fe/Al2O3催化剂的投加量分别为34 mg/L和150 mg/L,反应时间为20 min.在此条件下,浓度为500μg/L的六氯苯降解效率达94.5%.HCB的降解反应动力学规律可用Langmuir-Hinshwood方程很好地描述.六氯苯在催化剂表面的吸附常数为1.962 L/mg,表面反应速率常数为0.08 mg/(L·min).     

Fenton试剂处理有机氯农药废水的研究

研究了Fenton氧化法预处理有机氯农药废水的反应特性.通过正交实验确定了氧化反应各种影响因子的最佳操作条件.在此条件下,废水1、2的COD去除率分别为47.8%和87.9%;色度去除率分别为84.4%和99.4%.Fenton试剂处理后,2种废水的可生化性也得到了提高.在各影响因子与COD去除率的关系曲线基础上,分析了废水中各影响因子的作用机理.     

微电解与Fenton试剂预处理农药废水的试验研究

农药废水是一种典型的高浓度有机工业废水 ,有机污染物浓度高 (CODCr>10 0 0 0mg L) ,可生化性差 (氯苯农药废水BOD5 CODCr=0 .0 3 ,对邻硝基氯苯农药废水BOD5 CODCr=0 .0 5 )。采用微电解和Fenton试剂氧化两种物化手段对菊酯、氯苯和对邻硝氯苯 3种废水按比例配制而成的综合农药废水进行预处理 ,结果表明 :在废水pH为 2— 2 .5时 ,经微电解处理后 ,BOD5 CODCr比值在 0 .45以上 ,可生化性提高 ;Fenton试剂对综合农药废水CODCr去除率为 60 %左右 ,色度去除率接近 10 0 %     

超声-浸渍法制备污泥负载型高效非均相Fenton催化剂及其催化性能

基于简易的超声-浸渍法将铁元素成功掺杂于污泥载体上,得到了一种高效稳定的非均相Fenton催化剂,并运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)和傅立叶变化红外光谱(FT-IR)等对合成催化剂的结构和性能等进行表征,探究了所制备催化剂对亚甲基蓝(MB)模拟废水的降解行为。结果表明,以脱水污泥为载体,可快速有效将铁元素掺杂于污泥中,并主要以Fe_2O_3的形式存在,且负载铁元素和载体形成了Fe—O、Fe—O—H和Si—O—Fe等化学键,保证催化剂的稳定性。对50mg/L MB的降解实验表明,在初始pH为4、催化剂用量为0.6g/L、H_2O_2投加量为5mL/L的最优实验条件下,反应120min后对MB的降解率可达99.8%,并且循环实验5次仍能保持较好的催化性能。同时阐明了非均相Fenton催化体系对MB可能的降解机理。     

异相类Fenton催化剂CuFeO2的制备及其对水中氧氟沙星的降解性能

以三水合硝酸铜、九水合硝酸铁分别作为铜源和铁源,通过简单的一步水热法合成纯3R相结构CuFeO₂催化剂。通过X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和高分辨透射电镜对其晶格结构和形貌进行了表征,构建了CuFeO₂/H₂O₂体系对目标污染物氧氟沙星(OFX)进行降解,考察了不同催化剂投加量、H₂O₂浓度、溶液pH等参数对OFX降解效果的影响。结果表明,在催化剂投加量为1.1 g ·L⁻¹、H₂O₂浓度为15 moL·L⁻¹以及pH=3.65的条件下,反应300 min后,CuFeO₂/H₂O₂体系对10 mg·L⁻¹ OFX的降解率高达93.8%;此外,CuFeO₂催化剂在活化H₂O₂降解OFX过程中具有良好的稳定性,经5次降解后的降解率仅降低了8.1%;自由基捕获实验和电子自旋共振波谱测试结果表明CuFeO₂/H₂O₂体系中·OH是主要的活性自由基;降解反应前后CuFeO₂的X射线光电子能谱表征结果表明,Cu⁺和Fe³⁺的相对含量均有不同程度的降低,表明CuFeO₂中的Fe和Cu双活性位点在异相类Fenton反应中均起着重要的作用。最后,通过质谱鉴定了OFX的降解产物,并在此基础上提出了可能的降解路径。     

应用钙法除磷-碱解-微电解组合工艺预处理吡虫啉农药废水

根据吡虫啉农药废水成分复杂,含有大量有毒有害物质的特点,在小试实验研究的基础上,确定了预处理的组合工艺流程为：钙法除磷-碱解-催化微电解。实验结果表明,预处理的适宜参数为：钙法除磷的pH值11,搅拌速度为100 r/min,钙的投加量为理论计算值的1.4倍;碱解反应的温度70℃,pH值11,反应时间2 h;催化微电解反应的pH值3～4,曝气时间3 h,催化剂与铸铁屑的质量比1∶5。组合工艺对COD、色度、磷的总去除率分别达到81%、90%和99.99%,废水的可生化性能得到很大改善。组合工艺不仅适用于预处理高浓度吡虫啉农药废水,也能为其他高浓度、难生物降解农药废水的治理提供有益的参考。     

Fe/Ce/沸石负载型类芬顿催化剂制备及其特性

采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备了Fe/Ce/沸石负载型芬顿催化剂,通过透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对其进行表征,并将其作为非均相类芬顿催化剂处理孔雀石绿染料溶液。研究表明,通过掺杂Ce,可提高催化剂颗粒分散度和催化剂表面的氧气含量,进而提高催化活性。在催化剂投加量3.0 g/L,H2O2投加量67 mg/L,pH=8.0的条件下,反应30 min后,浓度为150 mg/L的孔雀石绿溶液脱色率可达97.3%。     

异相Fenton试剂催化氧化-混凝沉淀深度处理焦化废水

针对焦化废水二级生化处理出水COD、色度和浊度无法达标的问题,实验研究了异相Fenton试剂催化氧化法和混凝沉淀法以及二者联合深度处理焦化废水的效果,分别探讨了H2O2、FeOOH投加量、初始pH,混凝剂投加量及种类对COD去除的影响,确定了最佳运行条件,采用GC-MS分析了联合工艺对废水中有机物的去除规律。异相Fenton试剂催化氧化静态实验研究表明,当H2O2(10%)投加量为2 mL/300 mL,FeOOH投加量为3 g/L,初始pH为4~6之间,处理效果最佳;混凝沉淀实验中最佳的混凝剂为聚丙烯酰胺阳离子,最佳投加量为8 mg/L。异相Fenton试剂催化氧化-混凝沉淀联合工艺深度处理焦化废水,出水COD基本在90 mg/L左右,浊度为0.8NTU左右,色度为40度以下,满足国家污水综合排放二级标准(GB8978-1996)。GC-MS分析显示,联合工艺能有效减少废水中有机物的种类和浓度,并将废水中长链大分子化合物和杂环化合物分解为短链的小分子化合物,构成联合工艺出水COD的主要是小分子有机物,尤其是卤代烷烃含量较高。     

Fenton法制备污泥基活性炭及其性能表征

污泥基活性炭孔隙率低下是污泥资源化利用的主要制约因素,而Fenton法预处理污泥,可有效改善活性炭性质。通过考察H2O2投加量、H2O2/Fe2+、活化pH以及炭化条件等参数,确定了最佳污泥基活性炭制备条件:H2O2投加量为5%(质量分数),H2O2/Fe2+为5∶1(质量比),活化pH为3,活化时间为2.0h,污泥含固率为1.0%(质量分数),炭化温度为600℃,炭化时间为2.0h,炭化升温速率为10℃/min。此时,得到的污泥基活性炭吸附碘值为340mg/g,比表面积为353.563m2/g,孔容积为0.238cm3/g,微孔容积为0.095cm3/g。该活性炭对阳离子和阴离子染料(亚甲基蓝和甲基橙)具有良好的吸附性能,结果表明,对亚甲基蓝和甲基橙的吸附更符合Langmuir方程,且其饱和吸附量分别为71.53、57.73mg/g。对吸附动力学的拟合结果表明,该吸附更符合二级动力学方程。     

Fenton氧化-混凝联合工艺处理络合铜镍废水的研究

采用Fenton试剂氧化-混凝联合工艺对难处理络合铜镍电镀废水进行了研究,考察了废水初始pH值、H2O2初始浓度、[Fe^2＋]/[H2O2]、反应时间和温度、混凝液pH、混凝剂质量浓度对处理过程的影响,探讨了废水的降解途径和机理.结果表明,在体系初始pH=4,温度30℃,H2O2投加量为800mg/L,[Fe^2＋]/[H2O2]=0.1,反应时间60 min,混凝液pH=8及混凝剂质量浓度为500mg/L的条件下,废水的COD去除率为96.98%,Cu^2＋为99.91%,Ni^2＋为99.92%,处理水完全达到国家一级排放标准.同时依据GC/MS对X-GN降解最终产物的分析结果,推导出废水的基本降解机理和途径.