O3氧化法和O3-H2O2氧化法去除水中聚丙烯酰胺

采用O3氧化法和O3-H2O2氧化法去除水中的聚丙烯酰胺（PAM）,分别考察了反应时间、O3质量浓度、n（H2O2）∶n（O3）和溶液pH对PAM去除效果的影响。实验结果表明：O3氧化的最佳操作条件为反应时间30 min、O3质量浓度22.6 mg/L、溶液pH 8.5,O3-H2O2氧化的最佳操作条件为反应时间10 min、O3质量浓度22.6 mg/L、n（H2O2）∶n（O3）=0.1、溶液pH 8.5;在最佳操作条件下,O3氧化和O3-H2O2氧化均可有效降低PAM溶液的黏度和PAM质量浓度,但对COD的去除效果不佳,黏度可降至和蒸馏水相近,PAM的去除率可达80%以上,而COD的去除率分别约为15%和28%;O3-H2O2氧化后的PAM比O3氧化后的PAM更容易被微生物利用,两种氧化预处理方法均有利于后续的生化处理。     

氧化-吸附法处理含铁废盐酸及其资源化

提出并研究了高效氧化与强化吸附相结合的含铁废酸资源化处理新工艺。系统研究了其氧化过程的适宜工艺条件并考察了吸附分离单元中的主要工艺参数对铁离子去除率的影响规律。实验结果显示,采用双氧水氧化废盐酸中Fe2+将不会引入其他污染因子,双氧水的最佳投加摩尔数为Fe2+浓度的1.2倍,氧化时间优选为2 h;氧化后的含铁废盐酸经过强碱阴离子交换树脂NDA900分离去除大部分铁离子,若采用固定床双柱串联方式运行,铁离子分离去除率可达99.9%,处理后盐酸可返回酸洗工序重复利用。吸附饱和后的树脂仅使用自来水就可以实现完全再生,再生液中三氯化铁浓度高达40~50g/L。这一工艺有望实现废盐酸及其中铁离子的综合利用,为相关行业清洁生产水平的提升提供技术支持。     

改性活性炭对石煤提钒废水中低浓度NH_3-N和V等的吸附

为研究石煤提钒离交尾水的深度处理技术,利用质量分数为1%、5%和10%的过氧化氢溶液对ZWY15型活性炭进行改性,得到3种改性活性炭即1%AC、5%AC和10%AC;探讨其对该废水中低浓度的NH3-N、V等的吸附效果。实验结果表明：AC或改性AC的加入可使废水的碱度升高,随着吸附时间及吸附剂投加量的增加,升高幅度增大,且不同改性AC对废水碱度提高的幅度不同;相较于未改性活性炭,过氧化氢改性活性炭对V的吸附效果明显提高,去除率最大可提高30%,对NH3-N的去除率提升约11%;当投加量为60 g/L时,10%AC可使废水中V的浓度降低至1.88 mg/L,此时废水中Cr、Cd和Zn的浓度分别降低至0.006、0.010和0.036 mg/L,均低于《钒工业污染物排放标准》（GB26452-2011）所规定的排放限值。     

紫外光促进盐酸聚苯胺催化H2O2氧化处理罗丹明B废水

以苯胺和过硫酸铵为主要原料合成了盐酸聚苯胺(HClPANI)催化剂,并通过FTIR、XRD、SEM和EDS对催化剂进行了表征。研究了在紫外光照下、HClPANI催化H2O2氧化处理罗丹明B染料废水工艺参数,探讨了各种因素对废水脱色效果的影响,并对催化氧化机理进行了初步探讨。结果表明,催化剂HClPANI对催化H2O2氧化处理罗丹明B具有较好的催化活性、稳定性和重复使用性能。UV-H2O2-HClPANI体系产生了明显的协同效应,在pH=3、200 mg/L的罗丹明B废水中,30%H2O2用量为1.2 mL/L、HClPANI用量1 g/L、反应温度25℃、紫外灯功率500 W、光照70 min,罗丹明B脱色率达到了98.2%。     

水力空化强化H2O2氧化降解水中苯酚的研究

采用水力空化强化H₂O₂降解水中苯酚,考察入口压力,ρ(H₂O₂)和溶解气体等因素对苯酚降解的影响;比较了水力空化方法和超声空化方法降解水中苯酚的能耗效率.研究表明:苯酚降解率随着入口压力的增大而增大,入口压力从1.0×105 Pa增大到3.5×105 Pa时,相应地苯酚降解率从17.6%增加到47.6%;在一定条件下,ρ(H₂O₂)有一个最佳值;不同的溶解气体对苯酚降解效果的影响不同,O₂的效果比N₂好.分析ρ(H₂O₂)和溶解气体对苯酚降解效果的影响及苯酚降解中间产物的分布表明,羟基自由基的产生是苯酚降解的主要原因,水力空化的能量利用率是超声空化的5.4倍.      

O3/H2O2氧化降解环嗪酮研究

利用环嗪酮的拟一级氧化速率常数考察O₃/H₂O₂体系对环嗪酮的去除效果,探讨了最佳反应条件及反应过程中过氧化氢的消耗情况,并利用IC、HPLC/MS和GC/MS等技术分析了氧化产物,对其降解途径进行了初步研究.结果表明:环嗪酮初始浓度为3mg·L^-1、温度25 ℃、O₃投量13 mg·L^-1、H₂O₂/O₃物质的量比0.5、pH为 8~9时,环嗪酮降解速率常数达0.075 min^-1;自来水中的无机离子和微量有机物对环嗪酮的氧化有一定的促进作用,反应过程中H₂O₂的消耗和环嗪酮的降解规律一致,HCO₃^-对环嗪酮的去除有明显的抑制作用,说明对环嗪酮的降解主要是羟基自由基的贡献;色谱质谱分析表明,环嗪酮的氧化经历脱甲基过程,生成的NO₃^-与去除的环嗪酮的物质的量比表明三嗪环已被打开,最终被矿化为NO₃^-、H₂O和CO₂等无机产物.     

无机阴离子对类-Fenton反应的影响

对比研究了4种常见无机阴离子(ClO4-、NO3-、Cl-和SO42-)对类-Fenton 反应中H2O2分解和有机物(莠去津=2.1 μmol·L-1和苯酚=50μmol·L-1)降解的影响.实验在pH=3.00±0.05 (25℃) 条件下完全混合反应器中进行.结果表明,在类-Fenton 反应过程中,ClO4-和NO3- 的存在对H2O2分解和有机物降解几乎没有影响;在不存在有机物条件下,Cl-和SO42- 的加入使得H2O2分解速率显著降低,ClO4-≈NO3- Cl- SO42-;莠去津存在条件下,莠去津降解速率为ClO4-≈NO;C1'SO42-,而H2O2分解速率为ClO4-≈NO3-≈Cl- SO42-;苯酚存在条件下,苯酚和H2O2的降解速率为ClO4-≈NO3-≈SO42- Cl-.无机阴离子对类-Fenton反应的影响一方面是由于Cl-和SO42-与Fe3 发生络合反应,阻碍了Fe3 与H2O2络合物的形成,减少了·OH 的产生;另一方面Cl-和SO42-消耗·OH,形成较低氧化活性的无机自由基(SO4·-和Cl2·-);同时,根据类-Fenton 反应降解有机物的不同,无机阴离子对类-Fenton 反应的影响也有所不同.     

Parametric sensitivity analysis for thermal runaway in semi-batch reactors: Application to cyclohexanone peroxide reactions

The semi-batch reactors (SBRs) system, which is widely used in industrial processes, possesses an intrinsic parametric sensitivity, in which infinitesimal disturbances of input parameters can result in large variations in output variables. In this work, local parametric sensitivity analysis (PSA) was used to understand parameter variations and global PSA was conducted to examine the interaction of input parameters. The effects of these parameters on the output of the system model were analyzed based on the Monte Carlo method with Latin hypercube sampling and the extended Fourier amplitude sensitivity test model. The results showed that the evolution of thermal behaviors in SBRs were observed: marginal ignition; thermal runaway; and the quick onset, fair conversion, and smooth temperature profile. The threshold point of transition from marginal ignition to thermal runaway was at the maximal value of local sensitivity, for which the slope with respect to cooling temperature equaled zero. Moreover, the sequence of the global sensitivity of six common input parameters was computed and evaluated. The reliability of the numerical models was verified by using our previous experimental results of cyclohexanone peroxide reaction. This comprehensive sensitivity analysis could provide valuable operating information to improve chemical process safety.     

超临界水氧化活性艳红M-2B染料废水动力学研究

用H2O2作为氧化剂,在595～704 K、18～30 MPa条件下,对活性染料废水进行超临界水氧化反应.实验结果表明,COD去除率随温度、压力、停留时间和氧化剂量的增加而上升,在704 K、28 MPa时,COD去除率可达到98.4%,停留时间小于35 s.COD、H2O2和水的反应级数分别为1、0和0;反应活化能Ea为37.21 kJ/mol;指前因子A为76.69 s-1.     

Assessment and optimisation of VOC mass transfer enhancement by advanced oxidation process in a compact wet scrubber

Dimethyl disulphide (DMDS) removal was investigated in a compact scrubber (hydraulic residence time ≈20 ms), composed of a wire mesh packing structure where liquid and gas flow at co-current and high gas superficial velocity (>12 m s⁻¹). In order to regenerate the scrubbing liquid and to maintain a driving force in the scrubber, ozone and hydrogen peroxide were added to water since they allow the generation of nonselective and highly reactive species, hydroxyl radicals HO. Three ways of reagent distribution were tested. The influence of several parameters (liquid flow rate(s), ozone flow rate, pH and reagent concentrations) was investigated. The best configuration was obtained when ozone is transferred in the scrubbing liquid before introduction at the top of the scrubber simultaneously with the hydrogen peroxide solution, allowing to generate hydroxyl radical in the scrubber. With this configuration, DMDS removal could be increased from 16% with water to 34% at the same gas and liquid flow rates in the scrubber showing the potentiality of advanced oxidation process.