有机配体对铁电絮凝体系中羟基自由基氧化降解苯胺的影响

铁电絮凝(Fe-EC)是一种高效的水处理方法,但其中有机污染物的去除机制尚不明晰。为研究有机废水中常见的有机配体对铁电絮凝过程中羟基自由基(·OH)产生以及有机污染物降解的影响,采用了对照实验、淬灭实验和电子自旋共振（ESR）等测试方法。结果表明：草酸(H₂C₂O₄)和乙二胺四乙酸(EDTA)能有效促进铁电絮凝对苯胺(AN)的氧化降解,而·OH是起主要作用的活性氧化物;草酸和EDTA体系中主要存在的Fe(Ⅱ)络合物浓度与羟基自由基产率成正相关关系,1 mol的Fe(Ⅱ)-EDTA²⁻会产生235 mmol的·OH,是草酸的9倍;EDTA会与污染物竞争羟基自由基。进一步分析可知,在铁电絮凝体系中,EDTA的浓度为0.05 mmol·L⁻¹时,对苯胺氧化降解的促进效果最佳。以上研究结果可为认识铁电絮凝中污染物的去除机制提供参考。     

电催化氧化降解水体中抗生素磺胺

采用电催化氧化方式降解水体中抗生素磺胺（sulfonamide,SA）,考察SA初始浓度、溶液pH、电流强度、电解质种类和浓度对SA降解的影响,运用循环伏安法和水杨酸自由基捕获法研究电催化降解SA的作用机制,并通过LC-MS 分析电催化SA的降解产物。结果表明: SA初始浓度0.12 mmol·L-1、溶液pH为3.0、电流强度20 mA·cm-2、电解质Na2SO4浓度为50 mmol·L-1时,电催化氧化降解3 h后SA降解率为89.2%; 电催化氧化降解SA的一级反应是直接氧化和间接氧化共同作用的过程,一部分SA分子在阳极表面通过电子转移直接氧化生成一级产物,另一部分SA 分子与电解体系产生的·OH发生间接氧化,2种一级产物继续被·OH氧化,生成马来酸和富马酸。     

电解液条件对苯酚降解及羟自由基生成的影响

以钛基PbO2电极为活性阳极,通过电化学氧化法降解处理苯酚模拟废水,系统考察了羟自由基（·OH）抑制剂、支持电解质、酸碱性等电解液条件对苯酚水溶液COD去除率的影响。同时,以水杨酸（SA）为·OH捕捉剂,通过高效液相色谱分析技术对不同电解液条件下·OH的生成量进行间接检测。结果发现,PbO2电极上苯酚水溶液的COD去除符合一级反应动力学规律,其表观反应速率常数在分别加入·OH抑制剂NaHCO3、Na2CO3和叔丁醇时显著下降,表明苯酚的电化学氧化降解遵循·OH反应机理;支持电解质对电解液体系中·OH生成量的影响不明显,主要通过在阳极氧化生成的氧化剂参与苯酚的降解,以NaCl为支持电解质时降解效率最高,其次是Na2SO4,最后为NaNO3;随电解液pH值的增加,苯酚水溶液的COD去除速率不断提高,而·OH的生成量在碱性条件下亦显著增加。     

化学氧化絮凝技术在强化处理受污染河水中的应用

采用化学氧化絮凝技术(COF)对东莞市某河流的受污染河水进行处理,通过烧杯搅拌试验,考察了COF技术除污效能,在此基础上进行现场试验.结果表明,COD、BOD5、TP和NH3-N的去除率分别可达到71.2%、77.4%、91.1%和68.7%,出水指标达到了国家一级排放要求,为工程设计提供了依据.     

无氧条件下复合锰氧化膜去除地下水中高浓度锰

为考察进水无氧条件下复合锰氧化膜对地下水中高浓度Mn~(2+)的去除效果,在中试规模条件下,对进水高溶解氧条件、低溶解氧条件以及无氧条件进行了对比研究,同时对滤柱沿层Mn~(2+)浓度、pH和溶解氧等相关指标进行测定分析。结果表明,在无氧条件下(DO0.1 mg·L-1),氧化膜可持续高效的去除水中高浓度的Mn~(2+),且该进水溶解氧条件下氧化膜对Mn~(2+)的去除效果优于DO 1～2 mg·L-1条件下的去除效果,反应速率常数为DO 1～2 mg·L-1条件下反应速率常数的3.06倍,但与DO 6～7 mg·L-1条件下的速率常数相比较略低。对比有氧和无氧条件下氧化膜的SEM和XRD实验结果,无氧条件下长时间持续除Mn~(2+)后滤料表面形态及结构未发生明显变化,表明氧化膜结构和性能均稳定。复合锰氧化膜实现无氧除Mn~(2+),可以省去地下水Mn~(2+)去除过程中的曝气充氧环节,对地下水中Mn~(2+)去除技术的推广具有重要意义。     

化学氧化技术在地下水修复中的应用

近年来,化学氧化技术在地下水修复中得到了很大的关注。本研究对比了Fenton试剂、过硫酸钠、高锰酸钾及次氯酸钠4种常见的氧化剂对农药厂地下水中污染物的去除效果、地下水的pH和氧化还原电位(ORP)的变化的影响。结果表明,Fenton试剂和活化的过硫酸钠对此农药厂地下水各种污染物的去除率最高,两者对其中污染物都能达到80%以上的去除率,但在一定程度上会使地下水的pH降低;高锰酸钾和次氯酸钠对污染物的去除率都能达60%以上。其中高锰酸钾对地下水的pH影响不大;次氯酸钠对氯甲苯没有去除效果,对溴苯的去除率也较低,而且会使地下水的碱性过强。在地下水样中加入4种氧化剂后,会使水样的ORP立即升高。     

双氧水-高锰酸钾催化氧化降解地下水中硝基苯的效能与机理

应用双氧水-高锰酸钾(H2O2-KMnO4)催化氧化作用,对地下水中硝基苯(NB)的降解效果和作用机理进行了研究,探讨了H2O2、KMnO4的不同浓度、不同pH值以及地下水中比较有代表性的共存离子钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、铜(Cu2+)、锌(Zn2+)、重碳酸根(HCO3-)、碳酸根(CO23-)等因素对NB氧化...     

强化氧化后污染源浅层地下水中氯苯类污染物的自然衰减与微生物群落演化

监控自然衰减技术通常与其他地下水修复技术联用,以降低修复成本、减少环境影响,目前该技术在氯苯类污染地块的实践应用案例存在空白,其效果及作用机制尚不明确。以原位臭氧氧化和化学氧化中试后的氯苯类污染地块为研究对象,从实际工程案例的角度,监测强化氧化措施后2年内的氯苯类化合物的降解速率、细菌组成,评价不同修复措施后污染物自然衰减能力、探讨作用机制。结果显示,经过727 d的自然衰减,1,2-二氯苯和1,4-二氯苯在臭氧氧化区和化学氧化区中的降解率都超过了90%。臭氧氧化区地下水中1,2-二氯苯和1,4-二氯苯的一阶降解速率常数分别为0.005 2 d⁻¹ (R²=0.857) 和0.006 0 d⁻¹ (R²=0.967) ;化学氧化区地下水中污染物质量浓度在416 d后出现回升,不符合一阶衰减模型。细菌16S rRNA的高通量分析表明,臭氧和过硫酸钠氧化改变了地下水中细菌群落结构,在自然衰减过程中细菌群落结构逐渐恢复,环境因子S²⁻、ORP和pH值与细菌群落结构显著相关。本地块2个区域中试后416 d内都以化学氧化和微生物好氧降解为主,后向微生物厌氧降解转变。本研究可为氯苯类污染地下水修复工程的绿色高效实施提供参考。     

过硫酸盐氧化去除地下水中乙醇的研究

过硫酸盐原位化学氧化在治理地下水有机污染方面得到了广泛应用,但有关过硫酸盐氧化含乙醇土壤和地下水的研究报告较少。为了评价过硫酸盐氧化乙醇进行地下水修复的可行性,在不加入活化剂的情况下,开展了过硫酸盐氧化去除地下水中乙醇的批实验,主要考察了过硫酸盐投加方式和水温对去除效果的影响。结果表明:过硫酸盐能有效氧化去除地下水中的乙醇,增大过硫酸盐初始浓度可以促进乙醇的去除;过硫酸盐氧化乙醇的过程遵循准一级反应动力学方程,其速率常数为0.344 7d~(-1);分批投加过硫酸盐时应及时续投,避免SO_4~-·不足致使乙醇的去除速率降低;水温能影响过硫酸盐的分解速率,是影响乙醇去除效果的一个重要环境因素;过硫酸盐氧化乙醇会导致水体pH下降和氧化还原电位(ORP)升高。     

地下水中锰对滤料表面氧化膜去除氨氮的影响

在中试实验条件下,考察锰对石英砂滤料表面复合氧化膜去除氨氮的影响.实验结果表明:进水不含Fe2+、Mn2+的条件下,接触氧化对NH4+-N的最大去除能力约为2.0 mg/L;氨氮浓度低于2.0 mg/L时,锰离子对氨氮的去除没有明显影响;增大进水氨氮浓度为2.7 mg/L时,进水锰离子浓度为1.8 mg/L时最有利于活性滤膜对氨氮的去除,氨氮的去除率较进水不含锰离子时提高了14.3%,出水氨氮浓度低于饮用水标准限值0.5 mg/L.     

吹脱-电化学催化氧化组合工艺去除地下水中氨氮

以上海某钢铁工业区固废堆场氨氮污染的地下水为研究对象,研究了单独电化学氧化法、光/电协同氧化法、吹脱-电化学催化氧化组合法对氨氮的去除效果,提出能高效除氨氮且适合工程实际应用的吹脱-电催化氧化组合工艺。结果表明,相较单独电化学氧化,光/电协同氧化体系中的强氧化活性物质(HO·、HOCl、ClO⁻等)通过自由基链式反应和光解反应生成氧化性更弱的ClO·,反而削弱氨氮去除效果。而吹脱-电催化氧化组合工艺下氨氮、总氮的去除率分别为97.62%、90.23%,出水满足《地下水质量标准》(GB/T 14818-2017)IV类标准。电子顺磁共振(EPR)和活性氯生成实验证实HO·和活性氯(HOCl、ClO⁻、Cl₂)在氨氮转化过程中的重要作用。本实验为进一步研究和设计基于电化学法处理废水中的氨氮技术和组合工艺提供了理论依据。     

水相和泥浆系统中地下水成分对高锰酸钾氧化TCE的影响

三氯乙烯(TCE)是污染土壤和地下水中检出率较高的氯代有机物。以TCE为研究对象,考察了地下水无机成分和腐殖酸对高锰酸钾氧化TCE的影响,研究了不同离子强度下的MnO2颗粒行为,并测定了泥浆系统中TCE的氧化效果,结果表明:当TCE初始浓度为20 mg/L、高锰酸钾与TCE的摩尔比为2∶1,离子浓度+、Cl-、HCO3-对TCE的去除率影响甚微,但离子强度对MnO2的沉淀生成影响显著;0.1 mol/L的K+对TCE的去除有一定程度的抑制;0.1 mmol/L的Fe2+和腐殖酸对TCE的氧化有显著负面影响。泥浆系统实验进一步验证了有机质对高锰酸钾氧化TCE的影响很大。     

EDTA强化nZVI/PS降解地下水中1,2-二氯乙烷的作用机制及影响因素

采用乙二胺四乙酸(EDTA)强化纳米零价铁(nZVI)活化过硫酸钠(PS)降解地下水中1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)。通过分析1,2-DCA比降解率(Sq)、矿化度、1,2-DCA降解动力学及游离Fe²⁺和Fe³⁺质量浓度变化规律,阐明了EDTA强化效果及作用机制;考察了EDTA投加量、pH、阴阳离子对EDTA强化效果的影响。结果表明：经EDTA强化后,1,2-DCA的Sq和矿化度分别提高了21%和190%,反应速率常数提高了10.06%~22.95%,活化能降低了6.98~8.91 kJ·mol⁻¹;EDTA为反应提供了弱酸性环境,促进Fe²⁺生成,EDTA与Fe²⁺生成螯合物,降低了Fe²⁺与自由基反应的机率,提高了nZVI/PS的持续有效性;Sq随EDTA投加量的加大先增加后减小,EDTA投加量为1.8 mmol时Sq达到最大值214.80 mg·g⁻¹。酸性环境下EDTA的强化效果更好。除${\rm{NH}}_4^ + $外,Cl⁻、K⁺和${\rm{HCO}}_3^ - $均抑制EDTA的强化作用,说明EDTA在实际地下水修复中可能因多种离子存在而难以达到理想的强化效果。以上研究结果可为EDTA强化nZVI/PS降解地下水中1,2-DCA提供参考。