改性SCAC催化臭氧氧化去除布洛芬效能与反应活性位点研究

采用不同的表面改性方法(去矿化处理、氧化改性、碱改性和还原改性)对污泥基活性炭(SCAC)进行处理,分别获得了表面金属含量低、碱位低、碱性官能团含量高及Lewis碱含量高的4种改性SCAC(SCAC-D、SCAC-S、SCAC-OH和SCAC-N),对比考察了改性前后SCAC催化臭氧氧化去除布洛芬(IBP)的效能,并探讨了SCAC催化臭氧氧化反应的主要活性位点。结果表明,5种SCAC催化活性顺序为:SCAC-N > SCAC-OH > SCAC > SCAC-S > SCAC-D;金属组分减少会直接影响SCAC的催化活性,碱位减少对其催化活性的影响相对较弱,说明SCAC表面较为丰富的金属组分是其催化臭氧氧化反应的主要活性位点;增加SCAC表面碱位(Lewis碱和碱性官能团),减少表面酸性官能团有助于提高其催化活性。     

活性炭负载金属氧化物催化臭氧氧化甲硝唑

采用浸渍法制备了Fe、Ni、Ag、Ce 4种金属氧化物负载活性炭(MeOx/AC)催化剂,并用于甲硝唑(MNZ)的催化臭氧氧化降解,以考察其催化活性.在20 mg/h的臭氧投加量下,催化剂的加入(0.5 g)对MNZ(C0=5 mg/L;pH=5.5)的氧化和矿化有明显改善,其中NiOX/AC催化剂表现出较好的催化活性...     

微波诱导活性炭纤维催化氧化实现污泥减量的研究

采用SBR装置,对应用微波诱导活性炭纤维催化氧化实现污泥减量进行了研究。结果表明,在微波功率为800W,微波辐照时间为50s,每克SS加入0.19g活性炭纤维条件下,微波诱导活性炭纤维催化氧化污泥的分解率明显高于单独微波消解处理。将微波诱导处理后的污泥返回到处理系统中,随着被微波诱导处理的污泥占反应器内污泥的比例(污泥处理比例)的增大,污泥表观产率系数随之减小,污泥减量也越明显;污泥处理比例为5%(体积分数,下同)、10%、15%时,与对照系统相比,处理系统污泥减量分别为24.3%、43.6%、62.2%;随着污泥处理比例的增大,处理系统出水溶解性COD(SCOD)呈升高趋势,但系统仍能保持其生物处理能力,SCOD去除率在85%以上。处理系统和对照系统的氨氮降解速率常数及污泥耗氧速率相差不大,处理系统的硝化能力及污泥活性基本没有受到微波诱导催化氧化作用的影响。     

含锰氧化物的陶粒催化臭氧氧化苯甲酸废水

分别以含锰氧化物的陶粒和普通陶粒为填料,以O3体系和催化剂体系作为参照,研究臭氧在填料的异相催化条件下对苯甲酸的去除效果。结果表明:O3/催化剂体系具有更好的催化效果,同时O3/催化剂体系可有效改善废水的可生化性,并减少臭氧投加量和处理成本;初始pH为7~12时,废水的苯甲酸去除效果较好,且O3/催化剂体系的臭氧利用率比O3/普通陶粒体系、空柱的臭氧利用率更高,在初始pH为7时O3/催化剂体系的臭氧利用率提升效果最显著。     

原位臭氧氧化污泥减量工艺的运行效能

采用ASBR/SBR原位臭氧污泥减量工艺,重点研究了原位臭氧氧化对SBR段污泥产率和出水水质的影响。两个相同的ASBR/SBR组合工艺同时运行,每隔3个周期向臭氧投加组SBR的曝气阶段原位间歇投加臭氧,臭氧投加量为0.027 g O3/g MLSS,连续运行40 d;对照组不投加臭氧作为对比。结果表明,原位臭氧氧化实现污泥减量约43.9%,臭氧投加组SBR段平均污泥产率系数为0.1447 g SS/g SCOD,而对照组为0.2580 g SS/g SCOD,投加组没有惰性污泥的累积,并且污泥沉淀性能得到改善。原位臭氧氧化对出水水质影响不大,投加组与对照组相比,臭氧投加3周期后的出水COD、NH4+-N、TN和TP平均值分别为47.8、0.76、14.1和6.4 mg/L,去除率分别下降了4%、2%、3%和7.7%,其中COD、NH4+-N和TN均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。     

氧化铈/活性炭催化臭氧氧化技术去除水中邻苯二甲酸二甲酯

用浸渍法在活性炭(AC)上负载氧化铈(CeO2)制备催化刺CeO2/AC催化臭氧氧化去除邻苯二甲酸二甲酯(DMP),考察了臭氧投加量,DMP初始浓度和溶液初始pH的影响.结果表明,CeO2/AC催化臭氧氧化去除DMP的最佳臭氧投加量为50mg/h,DMP初始浓度和溶液初始pH对CeO2/AC催化臭氧氧化DMP过程都有一定的影响.在DMP初始质量浓度为30 mg/L、溶液初始pH为5、臭氧投加量为50 mg/h、反应60 min时,CeO2/AC的加入(1.5g/L)有利于催化臭氧氧化DMP过程中总有机碳(TOC)的去除,TOC去除率由AC催化臭氧氧化的48%提高到68%.而单独臭氧氧化过程中的TOC去除率仅22%;且单独臭氧氧化与AC、CeO2/AC催化臭氧氧化DMP的矿化过程均符合二级反应动力学方程,CeO2/AC催化臭氧氧化DMP时TOC降解的二级反应动力学常数为0.0015L/(mg·min),分别是AC催化臭氧氧化的2.5倍和单独臭氧氧化的7.5倍.     

活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对酵母发酵废水中有机物的去除特性分析

酵母发酵废水经过厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）-好氧膜生物反应器（MBR）组合工艺处理后,仍含有较高浓度的COD,不能满足排放要求。以发酵废水处理过程中MBR处理单元的出水为研究对象,选择活性炭催化臭氧氧化作为其深度处理工艺,以活性炭吸附和单独臭氧氧化工艺作为对比,重点考察了活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对发酵废水中有机物的去除效能,并借助红外光谱、三维荧光光谱和气相色谱-质谱联用等方法,详细分析了发酵废水深度处理过程中有机物的变化规律。研究结果表明,活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对发酵废水中的芳香族化合物、具有共轭双键的有机物及色度具有良好的去除效果;并且对废水中酸类、醇类和醛类等有机物有较好的降解、转化和去除效果。此外,活性炭催化臭氧氧化工艺还可以使以烷烃、卤代烃、醇类、酯类和酮类为主的大分子有机物的含量大幅度减少。     

活性炭纤维上4-氯酚及焦化废水尾水的O3催化氧化降解实验研究

选择YT-1000型活性炭纤维（ACF）作为催化剂,考察ACF与O3协同作用催化降解水溶液中4-氯酚的最佳反应条件,并将该条件应用于焦化废水生物处理尾水中难降解有机污染物的催化氧化。ACF表面具有丰富的微孔结构,对4-氯酚有良好的吸附作用,在动力学上提高了其与O3反应的起始浓度,并且在ACF表面含氧、含氮等基团的催化作用下发生氧化反应,1 L浓度为100 mg/L的4-氯酚水样中投加2 g ACF反应6 min时,吸附作用对TOC的去除率为43.4%,而ACF协同O3作用时的TOC去除率提高到72.5%,协同增效作用为67.1%;在选定的反应条件下,ACF协同O3降解焦化废水生物处理尾水,60 min时的TOC与色度的去除率分别达到56.8%和96.3%。上述研究过程证明了吸附作用与催化作用的协同能有效降解生物过程不能降解的焦化废水中惰性有机污染物。     

臭氧催化氧化池更换铝基催化剂的工程应用

为解决某炼化公司外排水装置臭氧催化氧化单元污染物去除率低,能耗高的问题,将臭氧催化氧化池原有催化剂(氧化铝基+活性碳棒)更换为某研究院基于炼化公司外排水水质参数所制备的专性催化剂,对更换前后污染物去除率和臭氧剂量进行分析。结果表明：专性催化剂具有良好的晶型和发达的孔隙结构,常态化运行后,更换催化剂后的氧化池COD去除率达到42.98%~62.63%,远高于未更换的氧化池(8.96%~20.64%)。对多介质过滤器进水、臭氧催化氧化池进水、臭氧催化氧化池出水(更换、未换)分别取样测定COD、TOC、UV₂₅₄和荧光光谱,发现多介质过滤器只可通过截留作用去除分子质量较大的类腐殖质等物质,去除率较低;更换催化剂后臭氧催化氧化池的COD去除率达50.86%、TOC去除率达46.62%、UV₂₅₄去除率达82.17%、荧光类物质去除率可达96.23%。臭氧催化氧化池出水(更换)B/C值为0.56(臭氧催化氧化池进水B/C值为0.21),经由臭氧催化氧化处理后,出水可生化性提高。常态化运行期间臭氧剂量为：更换催化剂的氧化池1.31~1.68 g·g⁻¹(以COD计),均值为1.58 g·g⁻¹,未更换催化剂的氧化池为4.15 g·g⁻¹,表明更换催化剂后可显著降低臭氧的消耗。以上结果表明,炼化公司外排水装置更换臭氧催化剂后污染物处理负荷大幅度提高,臭氧消耗量减少,节能减排成效显著。     

活性炭纤维上4-氯酚及焦化废水尾水的O3催化氧化降解实验研究

选择YT-1000型活性炭纤维（ACF）作为催化剂,考察ACF与O₃协同作用催化降解水溶液中4-氯酚的最佳反应条件,并将该条件应用于焦化废水生物处理尾水中难降解有机污染物的催化氧化。ACF表面具有丰富的微孔结构,对4-氯酚有良好的吸附作用,在动力学上提高了其与O3反应的起始浓度,并且在ACF表面含氧、含氮等基团的催化作用下发生氧化反应,1 L浓度为100 mg/L的4-氯酚水样中投加2 g ACF反应6 min时,吸附作用对TOC的去除率为43.4%,而ACF协同O₃作用时的TOC去除率提高到72.5%,协同增效作用为67.1%;在选定的反应条件下,ACF协同O₃降解焦化废水生物处理尾水,60 min时的TOC与色度的去除率分别达到56.8%和96.3%。上述研究过程证明了吸附作用与催化作用的协同能有效降解生物过程不能降解的焦化废水中惰性有机污染物。     

微波活性炭法处理酸性红88废水及其机理

微波活性炭法（MW-GAC）处理模拟酸性红88（AR88）废水的实验结果显示,酸性红88的脱色率与固液比、微波辐照时间、微波功率正相关,而与其初始浓度（在10~100 mg·L-1范围内）负相关。溶液pH对脱色率的影响不大,pH为3时脱色率最高为99.7%。在MW-GAC处理过程中,微波和活性炭具有较强的协同作用,酸性红88经处理后,特征波长（UV506、UV310、UV254）吸收均锐减。活性炭表面检测到残留芳环、N-H和C-N,结合中间产物质谱检测结果,推断酸性红88在MW-GAC系统中的降解途径首先是偶氮键被破坏,然后形成芳庚和甲苯,随后开环并加成形成2,4-二甲基-1-庚烯,最后矿化形成CO2和H2O。     

臭氧/活性炭联合工艺深度处理焦化废水

采用臭氧/活性炭联合工艺对焦化废水A2/O出水进行深度处理。考察了溶液初始pH值、臭氧投加量、活性炭投加量及使用次数、反应时间对焦化废水处理效果的影响。实验结果表明,活性炭的使用可显著提高臭氧对焦化废水COD的去除率,在溶液初始pH值为10.25、臭氧投加量为7.5 mg/min、活性炭投加量50 g/L、反应时间为30 min条件下,COD去除率达到73.51%。同时,在活性炭重复使用10次时,COD去除率为70.85%,仅降低了2.66%。     

污泥活性炭的制备及其对酸性红G的吸附行为

以城市污水处理厂的脱水污泥为原料,用ZnCl2活化法制备污泥活性炭,并研究其对水中酸性红G的吸附、脱附行为。选取活化剂浓度、固液比、活化温度及活化时间等因素,通过正交实验确定了最佳工艺,即ZnCl2浓度30%,固液比1:2,碳化温度500℃,碳化时间1.5 h。吸附实验结果表明,该污泥活性炭对水中酸性红G的吸附量随着温度升高而增加,在15、25和35℃条件下的最大吸附量分别为153.6、165.6和180.4 mg/g,且吸附等温线能较好用Langmuir方程进行模拟。酸性红G在污泥活性炭上的吸附动力学符合准二级反应动力学模型。污泥活性炭对酸性红G的吸附量随着溶液pH的增大而减小,污泥活性炭的最佳投加量为0.26 g/L。吸附饱和的污泥活性炭可通过碱处理和热处理方法进行脱附,脱附后的吸附剂对酸性红G仍具有很强吸附性能。     

磷酸活化提升丁烷工作容量并制备高性能汽车碳罐用活性炭

为满足汽车国六排放标准,以木屑为原料、磷酸为活化剂,制备了碳罐用高丁烷工作容量成型活性炭。在制备过程中通过烘焙提质、粒度调控对原料进行预处理,并采用了真空捏合、模孔设计、高温活化等工艺。考察了烘焙温度、原料粒度、浸渍比、真空捏合时间、活化温度、活化时间等制备条件对活性炭性能的影响。结果表明：原料经250 ℃烘焙、破碎至粒度小于0.2 mm及使用孔径为2.5 mm的模具成型,可明显提高制备活性炭的性能;当磷酸与原料浸渍比为1.5∶1,真空捏合为60 min、活化温度为500 ℃、活化时间为120 min时,制备的活性炭碘吸附值为1 028 mg·g⁻¹、亚甲基蓝吸附值为270 mg·g⁻¹、强度为92.4%、丁烷工作容量为152 g·L⁻¹、BET比表面积为1 547.63 m²·g⁻¹,性能可达到碳罐用活性炭TGZ1500指标要求。     

三氯乙酸与其他有机物在活性炭上的竞争吸附

通过等温吸附实验,考察了三氯乙酸(TCAA)与十二烷基苯磺酸钠(DBS)、腐殖酸(HA)在活性炭(GAC)上的竞争吸附现象。结果表明,GAC对TCAA的吸附符合Langmuir模型,对DBS和HA的吸附均符合Freudlich模型;在GAC上,DBS和HA对TCAA构成竞争吸附,大分子HA阻塞GAC的微孔,使得TCAA与DBS难以进入微孔;GAC对3种物质的吸附能力由大到小依次为DBS、TCAA和HA;离子型表面活性剂DBS憎水性一端与TCAA竞争吸附位,亲水性一端与TCAA形成吸附,使GAC总饱和吸附量有所加大。     

镁盐改性活性炭对普拉红B的吸附性能研究

运用化学沉淀-原位复合法制得氢氧化镁/活性炭复合材料(Mg(OH)2/AC),对其比表面积和XRD谱进行了表征,考察了该复合材料对普拉红B的脱色性能.结果表明,在293～313 K下,Langmuir模型和Freundlich模型都能很好地描述Mg(OH)2/AC对普拉红B的等温吸附过程,而Langmuir模型更为合适...