pH对微气泡臭氧氧化处理染料废水影响

微气泡技术有助于改善废水臭氧氧化处理效果,p H值是影响微气泡臭氧氧化处理性能的重要因素。考察了不同初始p H值条件下,微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R废水性能。结果表明,p H值对微气泡曝气中臭氧分解速率具有显著影响,强酸性和碱性条件下,微气泡曝气中臭氧分解速率均明显高于中性条件。同时,酸性和碱性条件下,微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R的脱色速率和TOC去除速率明显高于中性条件。酸性条件下臭氧微气泡氧化能力最强,TOC去除速率约为中性条件的2倍,TOC去除率可达83.1%。酸性、碱性和中性条件下TOC去除量与臭氧消耗量的比值(R)分别为0.0372、0.0298和0.0180 mg/mg。不同初始p H值下微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R过程中,臭氧利用率均高于99%。     

水介质中微气泡臭氧化处理高浓度甲苯气体

高浓度挥发性有机物(VOC)气体高效处理技术是大气污染控制领域关注的重点。采用微气泡臭氧化在水介质中通过吸收-氧化过程对高浓度甲苯气体进行处理,考察微气泡臭氧化强化甲苯吸收-氧化去除性能、机理以及水介质pH对该工艺处理效果的影响。结果表明,微气泡能够强化甲苯气体在水介质中的吸收过程,氮气/甲苯微气泡在水介质中的甲苯去除率和吸收量均显著高于氮气/甲苯传统气泡,同时氮气/甲苯微气泡通过产生·OH氧化反应,使得平均甲苯氧化矿化率达到40.97%。微气泡臭氧化在水介质中对甲苯气体具有更高效的去除性能,臭氧/甲苯微气泡处理中甲苯平均去除率为97.08%,甲苯可被完全矿化而几乎无中间产物积累,其平均氧化矿化率为88.56%、平均臭氧利用率为82.54%、臭氧投加量与甲苯矿化量比值为1.26,处理性能显著优于臭氧/甲苯传统气泡处理。水介质pH对臭氧/甲苯微气泡处理甲苯气体具有一定影响,不同pH条件下甲苯气体去除率基本相当,但中性条件下甲苯氧化矿化率最高;碱性和酸性条件下甲苯氧化矿化率有所下降。微气泡臭氧化为高浓度VOC气体高效处理提供了新的解决途径。     

铁及铁铜氧化物对臭氧氧化酸性红B的催化效能

采用自蔓延溶胶凝胶法分别制备了铁氧化物和铁铜复合氧化物催化剂,以酸性红B为降解对象,对比了单独臭氧氧化、铁氧化物和铁铜复合氧化物催化臭氧氧化对酸性红B的降解效果,考察了磁力搅拌速度(500～1 640 r/min)、溶液pH(3～11)、臭氧投加速率(3.55～28.4 mg/min)对铁铜复合氧化物催化性能的影响。结果表明,与单独臭氧氧化比较,铁氧化物和铁铜复合氧化物均能加速酸性红B的降解,促进色度和COD的去除,结合催化剂的表征结果,推断催化剂表面羟基促进臭氧分解产生.OH是其氧化性能较好的主要原因,另外,催化剂的吸附能力对催化性能也有一定影响。随着磁力搅拌速度、溶液pH、臭氧投加速率的增大,铁铜复合氧化物催化臭氧氧化酸性红B的效果越好。     

硝酸氧化和负载铁氧化物改性活性炭催化臭氧化性能

采用硝酸氧化与硝酸铁负载对颗粒活性炭进行改性处理,研究了活性炭样品表面官能团的变化,分析了活性炭样品对酸性大红3R吸附和催化臭氧化能力,探讨了p H值与·OH捕获剂对催化臭氧化效果的影响。结果表明,硝酸改性后活性炭表面羧基、内酯基、酚羟基以及总官能团的含量均明显增加,其中羧基增幅最大;负载铁氧化物后,活性炭表面官能团数量有所降低。活性炭样品化学吸附性能随官能团含量的增加而增强。催化臭氧化对酸性大红3R的氧化降解效果明显优于单独臭氧化。增加表面官能团含量可以加速催化臭氧化反应,但反应速率随着表面官能团消耗而降低;负载金属组分具有更为稳定和有效的催化臭氧化活性。活性炭催化臭氧化性能在碱性条件下明显优于酸性条件,且随着p H值升高而提高。投加·OH捕获剂(Na2CO3)后,其对·OH的消耗使得催化臭氧化效果显著下降。     

臭氧/Mn2+催化降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸

以Mn2 为催化剂与臭氧联合降解除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D).考察了反应温度、pH、2,4-D初始浓度和臭氧气体流量等因素对2,4-D降解效果的影响.pH对2,4-D降解效果影响很大,当pH=2.0、反应5 min时,2,4-D的去除率达99.8%;当pH=10.1、反应20min时,2,4-D的去除率仅为50.0%.反应温度升高、臭氧气体流量增加、2,4-D初始浓度降低均有助于2,4-D降解速率的提高.单独臭氧氧化2,4-D的表观反应速率常数为0.170 min-1;催化臭氧氧化2,4-D的表观反应速率常数为0.295min-1,是单独臭氧氧化的1.74倍.2,4-D的Mn2 催化臭氧反应遵循拟一级反应动力学方程.     

臭氧气泡大小对分散染料废水氧化处理效果的影响

采用臭氧氧化法处理实际分散染料废水,研究了初始pH、臭氧投加量、反应时间、臭氧气泡大小(气体洗瓶和自制的砂芯鼓泡反应柱分别作反应器)对处理效果的影响,采用动态显微高速摄影仪对反应器内的臭氧气泡进行了表征.结果表明,反应体系的初始pH、臭氧投加量越高,反应速率越快,染料废水的脱色及矿化效果越好;染料废水的臭氧氧化处理过程符合拟二级动力学方程;自制的砂芯鼓泡反应柱改善了臭氧分散效果,缩小了气泡直径,提高了臭氧传质速率和效率,强化了臭氧氧化能力.     

臭氧微气泡曝气生物膜反应器深度处理校园污水运行性能

采用臭氧微气泡曝气生物膜反应器(MOABR)对实际校园污水二级生化处理出水进行深度处理,考察了臭氧投加量对MOABR运行性能和生物膜活性的影响,并与传统曝气生物滤池(BAF)深度处理工艺进行比较。结果表明,MOABR工艺中,臭氧微气泡曝气处理效果优于空气微气泡曝气,臭氧投加量对MOABR运行性能有明显影响。在臭氧投加量与进水COD比值(O/C)为0.007 1时,MOABR运行性能最优,COD去除率及去除负荷分别为61.7%、2.25kg/(m~3·d),氨氮去除率及去除负荷分别为17.4%、0.32kg/(m~3·d),臭氧投加量过高对生物膜活性有抑制作用。MOABR处理能力显著高于BAF,在最优臭氧投加量条件下(O/C为0.007 1),MOABR平均COD去除负荷为BAF的2.5倍,平均氨氮去除负荷为BAF的1.7倍。MOABR中微气泡臭氧氧化的作用为改善废水可生化性,COD的去除仍主要依靠生物降解实现。     

催化臭氧氧化降解PCB有机废液及其机理

为了高效、快速治理高浓度难降解PCB(printed circuit board)有机废液,研究了氧化钙非均相催化臭氧氧化降解PCB废液的催化机理和催化性能。采用叔丁醇淬灭自由基实验和水杨酸羟基化实验探究催化机理;通过GC/MS研究了PCB废液中有机物可能降解途径;通过单纯形优化法对实验因素进行优化,并通过XRD和BET探究催化剂的循环稳定性。结果表明:氧化钙非均相催化臭氧氧化过程遵循羟基自由基机理;在pH为12.97、CaO质量为1.0 g、废液深度为11 cm、降解时间为150 min、臭氧用量为120 mg·min~(-1)时,COD去除率可达到90.045%;氧化钙经过5次循环后,废液的COD去除率没有显著降低,从92.78%降低至84.04%。CaO应用于催化臭氧氧化过程处理高浓度且难降解的PCB废液,能维持良好的催化性能和循环稳定性,具有良好的应用前景。     

林可霉素制药废水的臭氧氧化处理

考察了臭氧氧化对林可霉素的效价削减效果。在初始抗生素浓度为100 mg·L~(-1)时,林可霉素效价削减50%所需消耗的臭氧量为0.118 mg·mg~(-1)抗生素,降解过程符合一级降解动力学特征。进一步采用林可霉素实际废水考察了污水化学需氧量(COD)和pH对抗生素臭氧氧化处理的影响,发现废水的COD每增加100 mg·L~(-1),则单位抗生素实现50%削减需要增加的臭氧量约为1.64 mg。碱性条件下,臭氧可催化分解生成羟基自由基等活性基团而加速林可霉素的降解。同时,臭氧氧化后林可霉素生产废水的厌氧可生化性提高了98.51%。研究结果可以为林可霉素生产废水的处理技术选择提供参考。     

臭氧氧化污泥的试验研究

采用接触反应柱对污泥臭氧氧化过程中污泥性质的变化进行了研究。结果表明,在相同臭氧投量下,低浓度臭氧分解污泥的效率较高;在臭氧投量为0．1gO3／gss、臭氧浓度为16．8mg／L时,臭氧化使污泥溶液中的溶解性TOC从114．9mg／L增加到803．7mg／L;臭氧氧化后溶解性IC(无机碳)从2．63mg／L减少到1．02mg／L;臭氧氧化显著提高了污泥沉淀性能,氧化后污泥的SV和SVI相当于氧化前28．9％和58％。臭氧氧化使污泥的pH从初始的7．13降低到投量增加到0．44gO3／gss时的4．40。污泥臭氧化的最佳投量点为0．1gO3／gSS。     

沸石载体催化剂研制及其催化臭氧氧化染料废水的研究

以沸石为载体负载不同金属氧化物来制备催化剂,通过试验分析该催化剂催化臭氧氧化染料废水的效果及其影响因素。结果表明:(1)沸石对染料废水的吸附作用很小,总有机碳(TOC)去除率基本维持在3.2%左右,对于后期的试验可以忽略其影响。(2)以沸石作为载体制得的MnO2、Fe2O3、ZnO、CuO负载型催化剂(分别简写为MnO2/沸石、Fe2O3/沸石、ZnO/沸石、CuO/沸石),对臭氧氧化反应均有催化作用,其催化效果依次为MnO2/沸石Fe2O3/沸石ZnO/沸石CuO/沸石。同时,MnO2/沸石的重复使用率高。(3)MnO2/沸石催化臭氧氧化效率及重复使用率均优于以活性炭为载体的MnO2负载型催化剂。(4)臭氧氧化和MnO2/沸石催化臭氧氧化对染料的脱色率基本一致。MnO2/沸石催化臭氧氧化的TOC去除率比臭氧氧化提高较多,对染料废水有很好的处理效果。(5)以沸石为载体制得的负载型催化剂催化臭氧氧化实际染料废水的处理效果较好,具有较高的实用价值。     

催化臭氧氧化处理对氯苯酚的研究

采用臭氧氧化法处理对氯苯酚溶液,研究了pH、温度、气体流量和对氯苯酚初始浓度等因素对处理效果的影响.反应体系pH越高,越有利于氧化反应.用自制的载有Fe,Co,Mn氧化物的活性炭纤维(ACF)催化剂进行催化臭氧氧化对氯苯酚的实验.结果表明,Fe/ACF显示了较好的催化性能和活性.通过在反应体系中加入一定量的羟基自由基猝灭剂,初步探讨了其催化机理,即催化剂和臭氧反应生成了氧化性极强的羟基自由基.     

臭氧催化氧化处理化学镀镍废水

采用臭氧催化氧化工艺处理化学镀镍废水,以Fe2O3-TiO2-MnO2/A12O3作为臭氧催化剂,考察了不同反应条件下臭氧催化氧化对化学镀镍废水的影响。结果表明,在初始pH为9,臭氧投加量为300 mg·L-1,反应时间为60 min的最佳反应条件下,水中COD可从532 mg·L-1下降至285 mg·L-1,去除率达到46.4%。臭氧催化氧化对化学镍具有较好的破络效果,在初始pH为9,臭氧投加量为200 mg·L-1,反应为60 min后进行混凝过滤,水中镍的去除率可达到86.7%。紫外全波段扫描分析发现,经臭氧催化氧化后,各波段的吸收峰均有大幅度下降,位于254 nm和320 nm处的吸收峰基本消失,说明水中的苯环类物质和共轭结构被破坏。经臭氧催化氧化后,废水的生物毒性大幅降低,废水的可生化性提高,出水B/C由原来的0.12提高到0.36,为后续进一步生化处理提供了条件。     

臭氧催化氧化处理活性蓝染料废水及催化剂的研究

进行了臭氧化学氧化体系和臭氧催化氧化体系对活性蓝处理效果的比较。提出了常温常压下臭氧催化氧化预处理活性蓝染料废水的新方法。实验结果表明,臭氧催化氧化处理COD为13 800 mg/L的活性蓝染料废水时,最佳反应pH值为5～6,臭氧用量为80 mg/L时,反应时间约40 min,COD去除率大于80%,色度去除率大于90%,达到了预处理要求。     

活性炭-臭氧体系处理含氰废水的作用机理

针对活性炭催化臭氧化降解低质量浓度含氰废水体系,研究了活性炭吸附、催化作用在催化臭氧化体系中的作用,提出了吸附-催化臭氧化协同作用机理。在活性炭-臭氧体系中,活性炭吸附CN-的能力很弱,活性炭在反应体系中主要起了吸附、催化臭氧的作用。活性炭-臭氧体系降解CN-的过程是臭氧直接氧化、活性炭吸附臭氧与活性炭催化臭氧产生.OH自由基间接氧化三者共同作用的结果。     

逆流萃取+臭氧氧化联合工艺处理油基岩屑的效果

为解决页岩气开采过程中产生的油基岩屑的资源化、无害化处理问题,采用逆流萃取+臭氧氧化联合的方法对其进行处理,并分别对逆流萃取、臭氧氧化环节的工艺参数进行了优化。结果表明,在最优条件下,经过处理后的油基岩屑的含油率可由原始的39.42%降低到0.18%,达到了GB 4284-2018中规定的处置要求,处理过程中回收的油分可重新用于配制钻井液。通过对油基岩屑固相的表征,发现其具备臭氧催化氧化催化剂的明显特征,是一种天然的臭氧催化氧化催化剂,并从反应动力学角度对臭氧氧化环节的反应特性进行了定量分析。结果表明,其满足一级反应动力学特征,反应活化能为6.194 kJ·mol~(-1)。以逆流萃取+臭氧氧化为核心的联合工艺为油基岩屑的资源化、无害化处理提供了参考。     

铈类催化剂催化臭氧化的研究进展

催化臭氧化由于能产生无选择性的羟基自由基(·OH),克服了传统单独臭氧对有机污染物具有选择性的局限。典型非均相催化臭氧化体系常利用金属氧化物作为催化剂,其中铈氧化物由于具有良好的催化臭氧化效果而被广泛研究。整理了铈类催化剂在催化臭氧化中的研究进展,介绍了常规铈类催化剂的制备方法,总结了铈类催化剂的催化臭氧化机理,包括吸附理论、自由基理论和臭氧直接氧化。根据催化剂的复合物形式,可将铈类催化剂分为活性炭负载型、介孔材料负载型和金属氧化物复合型3种。对各种铈类催化剂的应用现状及催化效果进行介绍,并对其发展趋势进行展望。     

三维多孔碳海绵催化臭氧氧化有机染料

针对目前催化臭氧氧化催化剂效率较低、易损失等缺点,通过高温煅烧制备了三聚氰胺碳海绵,以廉价易得的三聚氰胺泡沫直接碳化制备出柔性碳海绵,探讨其在催化臭氧氧化降解印染废水反应中的应用潜力;采用SEM观察、比表面积测定、傅里叶红外光谱和X-射线光电子能谱对碳化前后泡沫进行了表征,探讨了碳化前后泡沫微观结构的变化与催化降解印染废水性能与机理。结果表明:氮气氛围下高温煅烧获得了兼具微孔/介孔结构的三维碳骨架,为催化反应提供充分暴露的活性位点和高效的传质通道;在催化臭氧氧化染料的过程中,973 K下制备的碳泡沫呈现出最为优异的催化活性,显著高于均相臭氧氧化和常规活性炭催化臭氧氧化;自由基捕获实验表明催化过程由羟基自由基(·OH)所主导,超氧自由基(·O_2~-)则发挥了次要作用;富含多孔结构的碳海绵对于活性自由基的生成起到了积极贡献,从而在实际印染废水处理中具有良好的降解性能。研究为开发低成本的三维碳材料用于催化臭氧降解有机污染废水提供了新思路。     

污泥基活性炭催化臭氧氧化对氯苯甲酸效能

以城市污水处理厂剩余污泥和玉米芯为原料,用氯化锌活化法制备出污泥基活性炭(SCAC),研究了其催化臭氧氧化去除水中对氯苯甲酸(p-CBA)的效能和机理,同时,考察了臭氧浓度、SCAC投量、p-CBA初始浓度以及自由基抑制剂叔丁醇的加入对SCAC催化活性的影响。实验结果表明,SCAC的加入可以显著提高臭氧对p-CBA的氧化去除效果,在反应初期尤为明显,反应1.0 min时p-CBA的去除率由单独臭氧氧化的26.1%提高到SCAC催化臭氧氧化的60.2%。SCAC催化臭氧氧化对p-CBA的去除率随臭氧浓度的增加和p-CBA初始浓度的减小而增加。此外,在一定范围内增加催化剂的投量可以增加p-CBA的去除率。叔丁醇的加入显著减弱了SCAC催化臭氧氧化降解p-CBA的效能,表明SCAC催化臭氧氧化反应的主要活性物种为羟基自由基(·OH)。     

磁场强化臭氧液相传质

对不同种气液接触方式的臭氧气液传质性能进行了研究,考察了磁场作用下的臭氧进气量,液面高度以及液相p H值对微气泡臭氧传质效果的影响规律。实验研究表明,相同实验条件下,采用微气泡附加磁场(磁铁相吸)比底部曝气盘和微气泡发生器接触方式,液相中溶解的臭氧浓度分别提高了72.6%和11.4%,经过30 min后,水中溶解的臭氧浓度为8.91 mg/L,传质系数为0.2272 min-1,传质系数显著提高;在磁场的作用下的微气泡臭氧接触方式,臭氧气体流量较小的情况下,臭氧在液相溶解效率较高,液面高度h越高溶解的臭氧浓度越低,传质系数kLa值随着气液流量的增加而增加,但是随着液面高度h的增加而降低,液相的p H值也影响着传质效果,p H越低,水中溶解的臭氧浓度越高,传质系数越高。