O_3和ClO_2氧化NDMA前体的动力学和产物生成规律

以4种含有二甲胺(DMA)官能团的药物和个人护理品(PPCPs)为研究对象,通过研究其降解反应动力学和氧化产物生成规律,确定臭氧(O_3)和二氧化氯(ClO_2)对N-亚硝基二甲胺(NDMA)生成势的控制效果。O_3氧化PPCPs的二级反应速率常数(k)为10~5~10~6(mol·s)~(-1),ClO_2氧化PPCPs的k为10~1~10~2(mol·s)~(-1),ClO_2与O_3均可去除PPCP类NDMA前体。O_3与PPCP反应生成氮加氧产物,加氧在DMA官能团的氮上,该氮加氧产物不再具有NDMA生成势,且O_3与PPCP摩尔比为1:1时,加一氧产物的生成量最大。ClO_2与PPCPs反应时生成去DMA基产物,脱落的DMA也具有NDMA生成势,ClO_2氧化产物仍具有NDMA生成势,且ClO_2与PPCPs的摩尔比为3:1时,去DMA基产物生成量最大。O_3氧化可满足对NDMA生成势的控制,但ClO_2氧化不能满足对NDMA生成势的控制。     

二级出水中亚硝胺类消毒副产物分布及臭氧化特性

在污水深度处理过程中,臭氧氧化通常用来去除二级出水中的难降解有机物,提高后续深度处理工艺的处理效率。针对臭氧氧化对二级出水中亚硝胺类消毒副产物的作用,以城市污水厂二级出水为研究对象,采用固相萃取及超高效液相串联三重四级杆质谱联用仪作为分析测试手段,对二级出水中亚硝胺类消毒副产物的分布及臭氧化特性进行研究。结果表明,二级出水中7种亚硝胺类物质浓度由大到小依次为NPYR、NDIP、NDBA、NDMA、NMEA、NDPA和NDEA,均值分别为250、45.96、31.17、28、4.92、4.71和2.15 ng·L-1。随着臭氧投加量的提升,臭氧氧化会使二级出水中的亚硝胺类物质含量增加,特别是NPYR、NDIP、NDBA和NDMA 4种物质;但亚硝胺类物质的生成势却随之降低,且在臭氧氧化作用下亚硝胺的生成势降低量明显高于其自身的增加量,臭氧投加量越大,二者之间的差异越明显。臭氧氧化导致亚硝胺生成势的降低作用可以减少后续深度处理工艺及消毒过程中该类物质的生成,有利于保障再生水的回用安全。     

镀镍漂洗废水中有机物的臭氧氧化处理研究

用臭氧氧化处理镀镍漂洗废水中的有机物,主要考察pH、臭氧投加量、废水初始COD浓度、温度等因素对处理效果的影响,并对反应机理进行初步的探讨.实验结果表明,废水的COD去除率随pH的增大而升高,比较适宜的pH为6～7;适当地增加臭氧投加量有利于提高COD去除率;在一定温度范围(15～35℃)内,提高反应温度有利于废水中有机物的降解;当臭氧投加量为20 mg/(min·L),对于初始COD为56 mg/L、pH 6.5的实际镀镍漂洗废水,在25 ℃的条件下氧化100min,出水COD降至10mg/L,COD去除率达到82%;在臭氧氧化镀镍漂洗废水的反应中,部分有机物的降解是在Ni2 的催化下由臭氧分解生成氧化能力更强的自由基来完成.臭氧氧化可作为镀镍漂洗废水处理回用的预处理工艺.     

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。     

臭氧降解选矿药剂丁基黄药的实验研究

采用臭氧氧化去除水中的丁基黄药,研究了臭氧氧化丁基黄药的影响因素,考察了反应溶液的初始pH值、臭氧投加量、反应物初始浓度、自由基抑制剂对丁基黄药降解率的影响。结果表明,pH值、臭氧投加量越高,丁基黄药降解率越高,随着丁基黄药初始浓度的升高,丁基黄药的去除效率会下降,但绝对去除量会升高。碳酸氢根和叔丁醇能在一定程度上降低丁基黄药的降解效率。同时讨论了体系中COD、TOC、UV254、pH和电导率的变化情况,结果表明臭氧氧化很难将体系中的COD和TOC大幅度降低,反应体系pH随氧化时间的增加而降低的,GC—MS分析表明,丁基黄药氧化的臭氧化产物为醇类和羧酸类物质。     

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)。     

羟基氧化铁催化臭氧氧化去除水中阿特拉津

以实验室制备的羟基氧化铁(FeOOH)为催化剂,研究了其催化臭氧氧化去除水中痕量阿特拉津的效能,并对影响催化效果因素及降解机理进行了探讨。在本实验条件下,反应8 min时催化氧化阿特拉津的去除率比单独臭氧氧化高出63.2%,而FeOOH对阿特拉津的吸附量很小,结果表明,FeOOH对臭氧氧化水中的痕量阿特拉津具有明显的催化活性。探讨了催化剂投量、pH、阿特拉津初始浓度和重碳酸盐碱度对催化氧化阿特拉津的影响。催化剂最佳投量为150 mg/L,去除率随pH和阿特拉津初始浓度的增加而升高,重碳酸盐浓度为200 mg/L时催化作用受到明显抑制。通过研究叔丁醇对催化反应的影响间接推断了催化反应的机理,叔丁醇作为羟基自由基抑制剂有效地抑制了水中羟基自由基的生成和它对阿特拉津的氧化反应,间接证明这种催化作用遵循羟基自由基的反应机理。     

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(·O₂^-)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。     

N-亚硝基二甲胺及其前体物在污水处理厂中去除的研究进展

N-亚硝基二甲胺(NDMA)是近年来发现的水或废水氯消毒的副产物,被美国环境保护署认定为可疑致癌化合物.介绍了NDMA的形成机制及其与NDMA前体物的来源.综述了NDMA及其前体物在污水处理厂中的去除现状和去除技术.在此基础上,展望了NDMA及其前体物的未来研究方向,提出了开展国内NDMA研究工作的必要性.     

臭氧氧化降解烷基多苷的试验研究

分析了碱性介质臭氧降解烷基多苷(APG)的机制,进行了臭氧氧化降解APG的试验研究。结果表明,臭氧对APG有较强的氧化能力;有机质初始浓度高有利于其氧化降解;初始阶段降解速率较快,当COD降解率达80%时,再增加臭氧的通入量,降解变慢;臭氧氧化处理APG过程中泡沫的产生、存在的时间及消除与APG的浓度、氧化降解程度密切相关。     

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。     

垃圾渗滤液生物处理出水臭氧氧化的研究

对垃圾渗滤液生物处理出水进行了臭氧氧化的研究。研究表明,随着氧化时间的延长,CODCr去除率增大;在碱性条件下进行臭氧氧化。pH越高,CODCr去除效率越高。采用BOD5／CODCr来表征垃圾渗滤液的生物降解性,研究了臭氧氧化前后垃圾渗滤液生物处理出水的生物降解性变化规律,表明臭氧氧化可以提高垃圾渗滤液生物处理出水的生物降解性,但提高的幅度不大。通过色谱-质谱法（GC—MC）对臭氧氧化前后垃圾渗滤液的成分进行分析,结果表明,臭氧氧化前后废水中的主要成分没有发生变化,仍然为难降解物质;臭氧氧化使废水中的部分物质发生了结构上的变化,减少、消失和生成的物质多为可降解物质。     

预氯化对PDMDAAC形成消毒副产物NDMA的影响

为了解水处理参数对聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）的亚硝基二甲胺生成潜能（NDMAFP）的影响,研究了预氯化和氯胺形式对PDMDAAC的NDMAFP的影响。通过分析NDMAFP和剩余二甲胺（DMA）的浓度发现预氯化对PDMDAAC的NDMAFP有一定的影响,预氯化时间和预氯化剂量的影响不显著,预氯化时的pH值影响显著。溶液中形成的少量二氯胺（NHCl2）和PDMDAAC降解释放的DMA是亚硝基二甲胺（NDMA）形成的关键因素。溶液中溴离子（Br-）和腐殖酸的存在增大了PDMDAAC的NDMAFP。     

天然锰矿催化臭氧氧化降解水中4-氯酚的研究

以天然锰矿为金属催化剂,研究了锰矿催化臭氧氧化水中4-氯酚的降解效果。采用毛细管电泳方法及色质联用技术．分别对反应的中间产物和终产物进行了分析。推测了锰矿催化臭氧氧化水中4-氯酚的降解反应机理可能为：锰矿的吸附氧化与锰矿生成的Mn^2 催化臭氧分解．产生更多高活性的羟基自由基．从而提高了臭氧的氧化能力。     

臭氧氧化降解给水系统中诺氟沙星的实验研究

采用臭氧氧化技术处理给水系统中难降解的诺氟沙星(NOR),考察了NOR臭氧氧化的影响因素,得出最佳的处理条件:初始pH为8,臭氧投加量为5 mg/L,反应90 min后去除效率达31.02%,较常规处理大大提高,同时还对反应机理进行了初步探索,研究表明,NOR经臭氧氧化后生成多种小分子物质。     

利用螺旋切割强化臭氧氧化降解苯酚废水的研究

针对臭氧在水中不易溶解的现象,采用自制静态螺旋切割装置强化臭氧氧化苯酚废水,考察了臭氧进气流量、液体流量以及初始pH对苯酚降解率的影响,并对比了不同气液混合方式下臭氧传质效果及苯酚降解率。结果表明,静态螺旋切割装置可以强化臭氧在水中的传质,9min后液相臭氧质量浓度可达12mg/L左右,远高于常规曝气及循环气液混合方式下的液相臭氧浓度。在臭氧进气流量为2.0L/min、液体流量6L/min、初始pH为7时,反应12min,螺旋切割强化臭氧氧化的苯酚降解率可达97.09%,比常规曝气和循环气液混合下的苯酚降解率分别提升64.21百分点和35.53百分点。     

光催化-臭氧氧化降解H酸的研究

采用光催化-臭氧氧化技术(催化膜/UV/O3)降解H酸.研究结果表明,光催化与臭氧氧化相结合具有明显的协同作用.实验进一步讨论了臭氧投加量、废水初始pH值和H酸初始浓度对光催化-臭氧氧化降解H酸的影响.降解后的H酸,萘环结构被破坏,可生化性提高.     

催化臭氧氧化降解糖蜜酒精废水的研究

以SnO2为催化剂,研究糖蜜酒精废水在臭氧条件下的氧化降解反应,为糖蜜酒精废水的治理提供一种新的处理方法.研究表明,SnO2加速了臭氧氧化反应,使糖蜜酒精废水的氧化降解加快.影响糖蜜酒精废水氧化降解的主要因素有臭氧流量、废水的初始pH和催化剂用量等.加大臭氧流量及增加催化剂用量,均有利于糖蜜酒精废水的降解.适宜的反应条件是:糖蜜酒精废水的稀释倍数为10倍,臭氧流量为130 mg/h,催化剂用量为2.500 g/L,废水的初始pH为4.25,温度为30 ℃.在该条件下反应60 min,废水的脱色率为60.2%,COD去除率为44.5%.动力学分析表明,单独臭氧氧化降解糖蜜酒精废水和SnO2催化臭氧氧化降解糖蜜酒精废水均为拟一级反应.     

超声辅助电催化氧化降解苯酚的研究

对电催化氧化和超声辅助电催化氧化降解苯酚过程中的UV扫描吸收光谱研究表明:在苯酚的氧化降解反应过程中,都有对紫外光有吸收的中间体生成;对吸光度峰值随降解反应时间的变化关系进行非线性最小二乘法拟合(NLSF),发现溶液的相对吸光度峰值的衰减均符合表观零级反应动力学规律,其相应的表观反应速率常数(k0)分别为(0.0051±0.0005)min-1和(0.0052±0.0003)min-1;但超声波对电催化降解苯酚的速度和效果并无显著影响.同时GC-MS也检测到苯酚超声辅助电催化氧化降解60 min后,发现除苯酚仍然存在外,还有中间产物苯酚乙酸酯、甲酸、乙酸,从而证实苯酚在羟基自由基作用下,开环氧化降解生成乙酸和甲酸等小分子有机物,最后降解为二氧化碳和水.     

臭氧深度氧化法处理2,4-二氯苯氧乙酸农药废水

对臭氧深度氧化法降解农药2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)废水进行了研究。实验结果表明,紫外光催化臭氧化降解2,4-D成效显著,臭氧/紫外(UV)深度氧化法是最好的臭氧化处理方法。2,4-D200mg/L的水样,反应30min,2,4-D降解完全,75min时矿化率达75%以上。碱性反应氛围有利于臭氧化反应进行。自由基抑制剂(叔丁醇)的加入,显著降低臭氧化反应去除2,4-D的效果,自由基参与的反应历程对于2,4-D的降解十分重要。双氧水的引入对2,4-D降解无明显促进作用,这是因为双氧水分解消耗OH-,没有缓冲的反应体系pH降低,限制了双氧水的分解和.OH自由基链反应。总之,单独臭氧化对2,4-D降解有一定的反应效率,在有利于.OH产生的体系中,2,4-D降解效率进一步提高。