钛基修饰电极催化电解去除水中硝酸盐氮的研究

利用热分解法制备CuO修饰Ti基阴极和SnO2-Sb2O5修饰Ti基阳极,组成无隔膜电解体系,以模拟废水(NO3--N 50mg/L)为对象,进行了水中NO3--N去除实验研究.结果数据表明,CuO修饰Ti基阴极对水中NO3--N的去除率随电流密度、极板间距、搅拌强度和电解时间增加而增加,在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、中等搅拌强度下电解150min,NO3--N催化还原去除率可达93.8%.Cl-支持电解可使NO3--N催化还原产物NH4+-N氧化为N2-N去除.在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、NaCl添加量600mg/L、中等搅拌强度下电解120min后,NO3--N和TN的去除率达到89.3%和86.9%,NO2--N和NH4+-N未检出.分析认为NO3--N还原机制为NOx中O被阴极表面Cu吸附固定,N—O键受氢攻击破坏,逐步还原.阳极电解Cl-生成HOCl,HOCl氧化NH4+-N成N2-N.     

钛基二氧化铅电极的制备及其对甲基橙的降解

以电沉积法制备Ti/PbO_2电极,采用SEM、XRD、XPS等检测方法分析了Ti/PbO_2电极表面的形貌、物相及元素化学态,发现电极表面镀层的晶相主要为β-PbO_2,并且PbO_2镀层的底层晶胞致密、大小均匀;活性层晶胞粗糙度较大,比表面积大。通过测定电极在甲基橙溶液中的析氧极化曲线得到其析氧电位在1.8V vs.SCE左右,有较高析氧过电位。并采用该电极作阳极,对10mg/L的甲基橙溶液进行降解。结果表明:在电流密度为36mA/cm~2下处理12min可使甲基橙的去除率接近100%,有较高的电催化活性。     

接触氧化法深度去除二级出水中氨氮的研究

采用生物接触氧化法对生活污水处理厂出水进行深度处理,探讨了水力停留时间、温度及pH值等因素对氨氮去除效果的影响。结果表明：水力停留时间1．5h时,污水厂出水经过处理后氨氮的浓度小于5mg／L,去除率达到82％以上,出水符合国家生活杂用水水质标准(CJ25,1-89)。     

钛基氧化物阳极氧化降解水中2,4-二氯酚

采用热氧化法制备了具有TiO2、RuO2和IrO2涂层的钛基氧化物电极(Ti/TiO2/RuO2/IrO2),并以其为工作电极考察了:①水中2,4-二氯酚(DCP)的循环伏安特性;②pH值、阳极电位和反应时间对阳极氧化降解DCP的影响;③阳极氧化对DCP水溶液可生化性的影响.结果表明,电极的氧化物负载量显著影响DCP的循环伏安特性.较高的介质pH值利于DCP的电化学氧化降解,而低pH值更易导致DCP挥发.低阳极电位下,DCP主要通过阳极直接氧化降解,因受电流密度过低的限制其降解效果较差;高阳极电位下,DCP主要通过阳极间接氧化降解,当阳极电位为1.8V,反应时间为360min时,DCP去除率可达100%,COD的去除超过50%,但能耗较高.COD的检测与紫外-可视光谱曲线表明,DCP的电化学氧化降解过程产生了有机中间体.Ti/TiO2/RuO2/IrO2阳极氧化可显著提高DCP水溶液的可生化性,表明其在氯酚废水预处理或脱毒领域有一定应用潜力.     

等离子改性CNT/TiO2电极吸附去除水中苯酚的研究

利用电感耦合空气等离子体对涂覆法制备的CNT/TiO2复合电极进行射频放电改性处理.复合电极的表面形貌、润湿性及元素成分分别通过扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、x射线光电子能谱(XPS)进行了表征.结果表明,改性后有利于苯酚吸附,电极比表面孔隙、亲水性、TiO2及含氧官能团均得以增加;循环伏安测试(CV)表明改性后电极比电容提高54%;改性后复合电极对苯酚的吸附量较改性前提高了45%.且等离子改性CNT/TiO2电极对苯酚的去除量随电压、苯酚初始浓度的增加而增加,吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型.     

Bi-PbO2电极电化学氧化去除模拟废水中氨氮的研究

本实验采用钛网作为基体,利用电沉积方法制备了纯PbO2电极和Bi-PbO2电极,通过SEM、XRD、XPS对电极的表面形态进行了表征,利用循环伏安法对Bi-PbO2电极电化学特性进行了研究.同时,以氨氮模拟废水作为研究对象,考察了Bi-PbO2电极的电催化活性,探讨了氨氮电化学氧化降解机理.结果表明,Bi-PbO2电极的形态表征、电催化活性明显高于纯PbO2电极,氨氮的去除效率随电流密度的增加而提高,碱性条件下氨氮的去除效果明显好于酸性条件,适量浓度的Cl-的引入在碱性条件下提高了氨氮的去除效果.当氨氮初始浓度为50 mg·L-1、电流密度为40 mA·cm-2、pH=12、Cl-浓度为600 mg·L-1时,电解120 min后,氨氮100%去除.氨氮的降解机理为:体系中无添加氯离子,酸性条件下氨氮主要是通过间接氧化去除,碱性条件下通过直接电氧化和间接氧化共同完成;体系中添加氯离子,氨氮的去除主要是通过溶液中生成的有效氯间接氧化去除.     

水中安乃近高级氧化法去除及其产物的毒性评价

在实验室规模下,利用UV、H2O2、UV/H2O2、Fenton和UV/Fenton等高级氧化技术降解安乃近并对其降解产物进行毒性评价.在对各参数(pH值、H2O2投加量、Fe2+投加量、光照时间)优化的基础上,用TOC去除率和降解率对降解效果进行评价.安乃近及其光催化降解中间产物在水溶液中的毒性通过其对普通小球藻的生长抑制作用评价,并以96h的半数效应浓度(EC50)表示.结果表明,UV/Fenton对安乃近的降解率最大(96%),最佳降解条件为pH3,Fe2+、H2O2浓度分别为2,140mg/L.初期降解产物的生物毒性比母体化合物大,其EC50达到最小值(13.65mg/L),随降解时间的延长,EC50值逐渐增大,在180min为44.07mg/L,小球藻生长状况良好,表明含低浓度安乃近的水溶液经过UV/Fenton法处理后对水中生物已不具有危害作用.     

氧化石墨烯改性污泥基生物炭对培氟沙星的去除机理研究

为获得培氟沙星废水高效去除的环境友好型吸附剂,以城市剩余污泥为原料制备了SBC（污泥基生物炭）,并采用氧化石墨烯（GO）对其改性得到GO-SBC（氧化石墨烯改性生物炭）,利用SEM和FTIR对其进行表征,通过静态吸附试验探讨了生物炭对培氟沙星的去除效果,并通过吸附模型和FTIR、XPS表征技术进一步探究了GO-SBC对培氟沙星的吸附机理.结果表明:①改性后的GO-SBC表面更加粗糙,生物炭表面含氧官能团数量增加.②动力学吸附研究表明,GO-SBC对培氟沙星的最大吸附容量为137.51 mg/g,比SBC对培氟沙星的吸附容量提高了40.32%,且GO-SBC对培氟沙星的吸附更符合伪二级动力学模型,表明吸附过程主要以化学吸附为主.③GO-SBC对培氟沙星的吸附符合Freundlich等温吸附模型,表明该吸附过程为多层吸附.④热力学研究表明,吸附过程为自发吸热反应.⑤GO-SBC对培氟沙星的吸附机制主要有两种作用,一种是π-π相互作用,另一种是GO-SBC的N—H与培氟沙星的C—H相互作用.研究显示,GO-SBC是一种高效去除培氟沙星的吸附剂,这为城市剩余污泥的资源化利用提供了出路,也为抗生素废水治理提供了方法.      

氧化-混凝法去除水中As(Ⅲ)的研究进展

A(sⅢ)的毒性是A(sⅤ)的60倍,而且比A(sⅤ)更难去除,已经受到越来越多的关注。文章从As(Ⅲ)的氧化动力学、常用混凝剂的除砷效果和氧化-混凝法对As(Ⅲ)的去除三个方面介绍了国内外在除As(Ⅲ)领域的研究进展,详细阐述了各种方法的优缺点,并对未来的研究方向进行了展望。     

电化学氧化法去除兰炭废水中COD和NH3-N

采用电氯化氧化法处理高浓度含有机污染物和氨氮的兰炭废水,考查了NaCl添加量、外加电压、初始pH值等对废水中化学需氧量（COD）和氨氮（NH₃-N）去除效果的影响,并对电化学氧化过程及污染物氧化机理进行深入分析.研究表明,随着NaCl添加量、外加电压及电解时间的增加,废水中COD与NH₃-N去除率逐渐增大.在NaCl添加量为60g/L、电压6V、极板间距10mm、废水初始pH值不变、电解时间3h的条件下,兰炭废水中COD和NH₃-N去除率分别为84.31%和95.77%,远高于不添加NaCl时的41.18%和34.10%.废水中COD和氨氮的降解主要归因于间接氧化,阳极反应产生的Cl₂水解生成具有强氧化性的ClO^-.电解过程中大部分NH₃-N在ClO^-的作用下转化为N₂,而小部分以含氮化合物的形式存在.兰炭废水中有机污染物主要以酚类物质为主,电化学处理后其含量大幅降低,部分会转化为醚类或者烷烃类物质.     

污水处理厂中全氟化合物的污染研究

为研究全氟化合物在污水厂中的去除效率和环境行为,对泰安市2座污水处理厂进出水中不同链长的全氟磺酸和全氟羧酸的存在与分布进行了采样调查,并分析了全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛烷羧酸(PFOA)在采用曝气-A2O工艺的污水处理厂各单位中的浓度变化情况.研究发现,上述污水厂进出水中全氟化合物的污染程度较轻,其中,PFOA、...     

典型全氟化合物(PFCs)的降解与控制研究进展

全氟化合物(PFCs)已成为全球普遍关注的一类新型有机污染物,全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)是这类物质最为典型的代表.由于较强的稳定性和潜在的生物蓄积性,PFCs对生态环境和人类健康皆构成了极大威胁.因此,降解与控制环境介质中的PFCs是当前的研究热点.综述了近年来国内外PFCs主要的降解与控制技术,以期为相关研究提供参考.     

金刚石膜电极电化学氧化提高废水可生化性的研究

采用掺硼金刚石膜电极(BDD)电化学氧化的方法提高2-氯苯酚废水的可生化性,与钛基钌铱氧化物电极(DSA)进行对比,研究了该方法的机理.结果表明,BDD电极电化学氧化2.0h后,BOD5/CODCr值达到0.42,有效提高了废水的可生化性,而DSA电极电化学氧化2.0h后,BOD5/CODCr值仅为0.24.机理研究表明,由于BDD电极具有高的析氧电位,可产生大量的羟基自由基(×OH),能够使2-氯苯酚的苯环充分开环,形成草酸、顺丁烯二酸等易生化处理的中间产物,从而使可生化性提高;而DSA电极的析氧电位较低,产生羟基自由基的能力较差,不能有效地提高废水的可生化性.     

Treatment technologies for aqueous perfluorooctanesulfonate (PFOS) and perfluorooctanoate (PFOA)

Fluorochemicals (FCs) are oxidatively recalcitrant, environmentally persistent, and resistant to most conventional treatment technologies. FCs have unique physiochemical properties derived from fluorine which is the most electronegative element. Perfluorooctanesulfonate (PFOS), and perfluorooctanoate (PFOA) have been detected globally in the hydrosphere, atmosphere and biosphere. Reducing treatment technologies such as reverses osmosis, nano-filtration and activated carbon can remove FCs from water. However, incineration of the concentrated waste is required for complete FC destruction. Recently, a number of alternative technologies for FC decomposition have been reported. The FC degradation technologies span a wide range of chemical processes including direct photolysis, photocatalytic oxidation, photochemical oxidation, photochemical reduction, thermally-induced reduction, and sonochemical pyrolysis. This paper reviews these FC degradation technologies in terms of kinetics, mechanism, energetic cost, and applicability. The optimal PFOS/PFOA treatment method is strongly dependent upon the FC concentration, background organic and metal concentration, and available degradation time.     

松花江水系江水中全氟辛烷磺酸和全氟辛酸污染现状调查

为阐明松花江江水中全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonate,PFOS)、全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)的污染现状,以及中国石油吉林石化双苯厂爆炸事件对松花江江水和哈尔滨市内饮用水中PFOS、PFOA浓度的影响,于2005-10-12至2005-10-16间采集嫩江吉林大安江段、第二松花江吉林扶余江段、第一松花江黑龙江肇源江段及哈尔滨江段江水样品共22份.在吉林石化爆炸事件后,于2005-11-24至2005-11-28间每日定时在固定地点采集松花江哈尔滨江段江水样品;于2005-11-23和2005-11-28分别采集哈尔滨市内饮用水样品.采用高效液相色谱/质谱联机法(HPLC/MS)检测样品中PFOS和PFOA.结果表明,松花江水体中普遍存在PFOS、PFOA污染.全部江水样品中PFOS和PFOA浓度范围分别为0.06～8.04ng·L-1和0.02～2.68 ng·L-1,几何平均值分别为1.214 ng·L-1和0.166 ng·L-1.松花江上游江段水中PFOS、PFOA浓度明显低于下游.流经哈尔滨市区时江水中PFOS和PFOA浓度逐渐升高.2005-11-26江水中PFOS浓度水平比2005-11-24江水浓度水平高5.8倍,而PFOA浓度未见变化.哈尔滨市内饮用水PFOS、PFOA平均浓度在2005-11-23停水前和2005-11-28恢复供水后未见差异.研究结果显示,松花江水体中普遍存在PFOS、PFOA污染;吉林石化公司爆炸事件后暂时性升高松花江江水中PFOS浓度,但未对哈尔滨市内饮用水中PFOS、PFOA的浓度产生影响.     

重金属絮凝剂DTMPAM去除Cr (Ⅵ)的性能与机理

以二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺（DTMPAM）作为高分子絮凝剂,研究DTMPAM对水中Cr （Ⅵ）的去除性能,考察了DTMPAM投加量、pH值、Cr （Ⅵ）初始浓度以及共存浊度、无机物质、有机物质对DTMPAM处理含Cr （Ⅵ）废水性能的影响.结果表明,DTMPAM在酸性条件下对不同Cr （Ⅵ）初始浓度的含Cr （Ⅵ）水样均具有良好的去除效果,且Cr （Ⅵ）的去除率随着体系初始pH值的降低而升高;当pH值为3.0时,DTMPAM对Cr （Ⅵ）初始浓度为5,15,25和50mg/L水样中Cr （Ⅵ）的最高去除率分别达到94.78%,96.52%,96.53%和97.49%.共存浊度对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有抑制作用.在低DTMPAM投加量下,共存无机阳离子K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺,共存无机阴离子SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-,以及共存有机物质柠檬酸钠、乙酸钠、三氯乙酸和氨基乙酸等对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）均具有一定的抑制作用;而在高DTMPAM投加量下,这些物质的存在会对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）表现出较小的促进作用.无机阳离子Fe³⁺、Ni²⁺、Ba²⁺的存在对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有较明显的抑制作用,其中Ba²⁺的抑制作用最显著.红外光谱和能谱分析显示,DTMPAM高分子链上的二硫代羧基可将水样中Cr （Ⅵ）还原为Cr （Ⅲ）,Cr （Ⅲ）进一步和DTMPAM分子链上的二硫代羧基、胺基发生螯合反应形成絮体.     

Removal of humic acid from aqueous solution by cetylpyridinium bromide modified zeolite

Natural zeolite was modified by loading cetylpyridinium bromide (CPB) to create more e cient sites for humic acid (HA) adsorption. The natural and CPB modified zeolites were characterized with X-ray di raction, field emission scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy and elemental analysis. The e ects of various experimental parameters such as contact time, initial HA concentration, solution pH and coexistent Ca2+, upon HA adsorption onto CPB modified zeolites were evaluated. The results showed that natural zeolite had negligible a nity for HA in aqueous solutions, but CPB modified zeolites exhibited high adsorption e ciency for HA. A higher CPB loading on natural zeolites exhibited a larger HA adsorption capacity. Acidic pH and coexistent Ca2+ were proved to be favorable for HA adsorption onto CPB modified zeolite. The kinetic process was well described by pseudo second-order model. The experimental isotherm data fitted well to Langmuir and Sips models. The maximum monolayer adsorption capacity of CPB modified zeolite with surfactant bilayer coverage was found to be 92.0 mg/g.     

Enhanced electrochemical oxidation of phenol by introducing ferric ions and UV radiation

The mineralization of phenol in aerated electrochemical oxidation has been investigated.The results show that a cathodic Fenton process can occur when the Ti-0.3Mo-0.8Ni alloy material is used as cathode in solution containing ferric or ferrous ions; moreover,the reinforcement of cathodic Fenton process on the total organic carbon (TOC) removal rate of phenol is quite distinct.Among the metallic ions investigated,the ferric ion is the best catalyst for the electrochemical mineralization of phenol at initial...     

Electrochemical oxidation of polyethylene glycol in electroplating solution using paraffin composite copper hexacyanoferrate modified (PCCHM) anode

Electrochemical oxidation of polyethylene glycol (PEG) in an acidic(pH 0.18 to 0.42) and high ionic strength electroplating solution was investigated. The electroplating solution is a major source of wastewater in the printing wiring board industry. A paraffin composite copper hexacyanoferrate modified(PCCHM) electrode was used as the anode and a bare graphite electrode was used as the cathode. The changes in PEG and total organic carbon (TOC) concentrations during the course of the reaction were monitored. The efficiency of the PCCHM anode was compared with bare graphite anode and it was found that the former showed significant electrocatalytic property for PEG and TOC removal. Chlorides present in the solution were found to contribute significantly in the overall organic removal process. Short chain organic compounds like acetic acid, oxalic acid, formic acid and ethylene glycol formed during electrolysis were identified by HPLC method. Anode surface area and applied current density were found to influence the electro-oxidation process, in which the former was found to be dominating. Investigations of the kinetics for the present electrochemical reaction suggested that the two stage first-order kinetic model provides a much better representation of the overall mechanism of the process if compared to the generalized kinetic model.     

电絮凝法去除水中微量叔丁醇的研究

采用电絮凝法对水中微量的叔丁醇(TBA)进行去除,分别考察了电极材料、极板间距、电流密度、溶液初始pH值对叔丁醇去除效果的影响.结果表明,以铝为阳极、不锈钢为阴极,极板间距为1.4cm,电流密度为20mA/cm2,溶液初始pH值为8时,电解120min后叔丁醇的去除率为80.4％,此时铝阳极实际损耗量(1.93kg/m...