Heterogeneous photocatalytic degradation of methyl orange in schwertmannite/oxalate suspension under UV irradiation

Introduction

Schwertmannite was synthesized through an oxidation of FeSO₄ by Acidithiobacillus ferrooxidans LX5 cell suspension at an initial pH?2.5 and 28°C for 3?days and characterized using X-ray diffraction spectroscopy and scanning electron microscope. The schwertmannite photocatalytic degradation of methyl orange (MO) by oxalate was investigated at different initial pH values, concentrations of schwertmannite, oxalate, and MO.

Results

The results demonstrated that photodegradation of MO in the presence of schwertmannite or oxalate alone was very weak. However, the removal of MO was significantly enhanced when schwertmannite and oxalate coexisted in the reaction system. Low pH (4 or less) was beneficial to the degradation of MO. The optimal doses of schwertmannite and oxalate were 0.2?g?L^?1 and 2?mM, respectively. Hydroxyl radicals (·OH) and Fe(II), the intermediate products, were also examined during the reaction to explore their correlation with the degradation of MO.

Conclusion

A possible mechanism for the photocatalytic decomposition of MO in the study was proposed. The formation of Fe(III)-oxalate complexes on the surface of schwertmannite was a precursor of H₂O₂ and Fe(II) production, further leading to the yield of ·OH responsible for the decomposition of MO.     

Biosorption of Basic Violet 5BN and Basic Green by waste brewery’s yeast from single and multicomponent systems

Background and aim  

The biosorption of Basic Violet 5BN (BV) and Basic Green (BG) by waste brewery’s yeast (WBY) from single and binary systems was investigated.     

松树锯末对亚甲基蓝（MB）的吸附研究

采用松树锯末以及改性松树锯末对模拟废水中的亚甲基蓝进行吸附实验研究。研究结果表明,当亚甲基蓝的初始浓度为50 mg/L、pH为6、锯末投加量为1 g/L时,改性前后的锯末对亚甲基蓝的吸附量最大,分别为29.9 mg/g和60.6 mg/g。同时,对改性前后的锯末做了吸附等温线拟合及动力学研究。结果表明,吸附等温线均能很好地符合Langmuir吸附模式,吸附过程符合拟二级动力学方程。     

k-C*模型的人工湿地模拟研究

采用自由表面流人工湿地,对广东省中山市某小区对应段的河涌进行生态修复改造。基于k-C*模型的计算结果表明,在对现有河涌的面积的利用下,TP和NH4+-N的去除效果受到限制。采用多因素正交实验对模型的计算结果进行实验验证和分析,研究了4种植物、4种基质,分别在2、4、6和8 d水力停留时间(HRT)下对TP和NH4+-N的去除效果,得到影响TP和NH4+-N去除效果的因素主次顺序分别为基质→植物→HRT和基质→HRT→植物;各因素的最佳水平条件分别为:风车草、颗粒活性炭、4 d(HRT)。在最佳水平条件下进行实验,结果表明,TP和NH4+-N的浓度均可达到出水排放标准浓度指标。k-C*模型的计算值总是比实验值偏高,但两者之间的误差在一个数量级范围内。     

响应面法优化超临界水氧化处理农药废水

在间歇式超临界水氧化系统中对草甘膦农药废水进行降解实验。选取温度、反应时间、过氧量3个量为因素量,总有机碳(TOC)去除率为响应量进行中心组合设计（CCD）。在实验的基础上,利用响应面分析法（RSM）对实验结果进行分析及参数优化：建立了TOC去除率与各个因素关系的二次多项式数学模型;分析了各个因素单独的及相互作用对TOC去除率的影响;优化结果表明,在温度483℃、反应时间29.2 min、过氧量148.4%的条件下,达到了最佳效果,此时TOC的去除率为100%。     

菱镁矿尾矿制备高活性MgO的性能表征

菱镁矿尾矿经预处理后,在一定条件下制备高活性MgO。使用热重-差热分析仪,分析菱镁矿尾矿的分解温度,应用X射线衍射、SEM分析不同煅烧温度、保温时间对MgO晶体结构的影响,并根据Scherrer公式计算MgO晶粒的尺寸。通过电导率仪测定MgO水化电导率,分析不同条件下的MgO活性,探讨煅烧温度、保温时间、颗粒细度与MgO活性之间的关系。结果发现:煅烧温度在1 050℃,保温时间60 min时,菱镁尾矿完全分解,MgO活性最佳;煅烧温度越高,保温时间越长,MgO的活性越差;MgO颗粒细度越小,活性越高。     

几种腐殖填料生物滤池COD去除效能比较研究

分别采用腐殖垃圾、泥炭、煤炭等腐殖填料及河沙构筑生物滤池,处理模拟废水,比较研究其COD去除效能及降解特征,为工艺填料改性提供理论依据。几种填料的扫描电镜分析图显示腐殖垃圾及泥炭以团聚体三维空间结构为主;煤炭与河沙表面粗糙程度较小,且主要由颗粒状物质构成。稀释平板涂布法分离出各生物滤池中发挥主要作用的微生物共3种,各系统菌落数量有差异,但种类相同。3种腐殖填料生物滤池在进水有机物浓度为500 mg/L及1000 mg/L时均有较理想的有机物去除效率。3种腐殖填料生物滤池中泥炭构筑的腐殖填料生物滤池有机物比降解速率最小,因而微生物比增长速率最小,微生物增长和自身氧化最易趋向于动态平衡,对应的饱和水力渗透系数最大,滤池最不易发生堵塞,最有利于腐殖填料生物滤池长期稳定运行,证明泥炭是一种优良的生物介质。     

强化混凝工艺深度处理给水厂排泥废水

水厂废水的综合处理与回用是我国供水行业的新趋势和节水目标所在,采用强化混凝技术进行水厂排泥废水的深度处理。通过混凝剂筛选实验和有机物表征确定最佳混凝剂为高效聚合铝(HPAC),适宜投加量为650 mg/L。当混凝剂HPAC投加量为650 mg/L时,对COD、TOC、浊度和色度的去除率分别为82.5%、89.8%、95%和92.5%,相应的出水值分别为58 mg/L、8.46 mg/L、2.35 NTU、13度,COD满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的要求(COD≤100 mg/L),同时实验结果显示聚合氯化铝(PAC)、HPAC、三氯化铁(FeCl3)主要去除分子量处于>1 300 Da范围的有机物,对分子量处于744～1 300 Da之间的有机物去除有限。     

SO2-4/TiO2光催化降解苯酚

以工业硫酸氧钛为原料水解制得SO42-/TiO2光催化剂,并以苯酚为目标降解物,考察了SO24-/TiO2的光催化性能。结果表明:随着SO42-/TiO2制备过程中焙烧温度的升高,其光催化活性逐渐增加,650℃焙烧获得的SO24-/TiO2的光催化活性最好,此后再升高温度会因催化剂中硫的挥发而下降;在确定苯酚原液初始浓度为50 mg/L条件下,SO42-/TiO2的光催化降解苯酚的最佳工艺条件为反应时间2 h、苯酚pH为7、催化剂用量1 g/L。XRD、SEM和FTIR的分析结果显示实验温度下制得的SO42-/TiO2均为锐钛型TiO2;其间掺杂的SO24-在TiO2表面分散性较好,没有聚集成大的颗粒;红外分析的结果初步判定低温(<550℃)焙烧制得的催化剂SO42-在TiO2表面是螯合双配位吸附,高温焙烧时(>550℃)SO42-在TiO2表面是桥式配位吸附。     

不同填料载体生物膜对微囊藻毒素的去除效果

利用自行设计的生物膜培养装置,通过对4种不同填料载体进行连续曝气循环培养生物膜,对湖水中的溶解态微囊藻毒素(MCs)的去除作用进行了研究。结果表明,填料载体上生物膜从形成到稳定大约需要3周;生物膜形成后对MCs的去除效率由高到低的顺序是:颗粒活性炭柱>多密孔球型滤料柱>塑料悬浮填料柱>陶瓷滤球柱。在实验水质条件下,当水力停留时间(HRT)=5 h,进水MCs浓度为21.5～47.25μg/L时,颗粒活性炭、多密孔球型滤料柱对MCs的去除率最高可达100%,塑料悬浮填料柱对MC-LR和MC-RR的去除率分别为70%和88%。当HRT=2.5 h时,塑料悬浮填料柱对MC-RR的去除率为MC-LR的2倍。生物膜对MCs的降解效果随温度(5～20℃)和溶解氧的升高而增加。塑料悬浮填料作为合适的生物膜挂膜填料载体对水源水的生物预处理具有良好的应用前景。