碳修饰的铁基催化剂催化降解膜生物反应器出水中有机污染物

采用水热法合成碳修饰的铁基催化剂,并利用非均相类Fenton反应对膜生物反应器(MBR)出水进行处理。研究表明,对催化剂进行碳修饰可以大幅提高类Fenton反应的催化活性,反应60 min对MBR出水COD的去除率可超过91%,且经过6次循环降解性能几乎保持不变。X射线光电子能谱(XPS)表明,反应后催化剂中高活性Fe²⁺占比并未减少。循环伏安曲线表明,通过水热法进行碳修饰能有效提高催化剂电子传输效率并促进Fe²⁺/Fe³⁺循环。电子顺磁共振(EPR)测试表明,·OH和·O^-₂均是该体系中的活性氧物种。     

Fenton氧化与生化组合技术处理油田采油废水的研究

采用Fenton氧化与生化组合技术处理生物难降解的采油废水的研究结果表明 ,Fenton氧化技术不但对采油废水中有机质有较好的去除率 ,而且大大地改善了废水的可生化性 ,在H2 O2 的投加浓度和Fe2 + 与H2 O2 的摩尔比分别为10mmol/L和 0 .1的条件下 ,经过 30min氧化后可使废水BOD值由原来的 5mg/L上升至 4 0mg/L ;同时随着氧化时间的延长 ,废水中残余的有机物分子量逐渐降低。 30min氧化后的废水经过生物处理 ,其出水COD值为 10 2mg/L ,可以满足国家综合污水外排标准 ,经济分析结果表明 ,该技术处理采油废水的运行成本为 1 4 7元 /t。这一技术在解决石油行业采油废水的外排达标方面具有很好的应用前景。     

US/UV-Fenton体系处理高浓度罗丹明B特性研究

以罗丹明B为目标污染物,探索US/UV-Fenton体系对高浓度染料的降解规律.首先对比了Fenton、US-Fenton、UV-Fenton以及US/UV-Fenton体系降解RB的效果,通过建立反应动力学方程,发现各体系反应均符合伪一级动力学,进而分析US/UV-Fenton体系之间的协同因子.考察了初始溶液pH值、H₂O₂的投加量、H₂O₂与Fe²⁺摩尔比、反应时间和超声功率5个因素对US/UV-Fenton体系降解污染物的影响.结果表明,在最佳条件下罗丹明B溶液脱色率为99.9%,COD_Cr和TOC去除率分别为91.2%和61.85%,废水可生化性（BOD₅/COD值）由0.277提高至0.503.最后根据反应规律,分析了US/UV-Fenton体系的反应机制,深度探讨了体系之间的协同促进作用.     

苯醌类与苯醌亚胺类在日光/Fenton体系中的光敏性

基于苯酚降解中间产物（苯醌）、酸性甲基橙的目标化合物,研究了苯醌类与苯醌亚胺类在光/Fenton体系中的降解特性,分析了苯醌及酸性甲基橙的光敏特性,测定了光敏剂存在的情况下日光/Fenton和UV/Fenton体系中·OH的产量.结果表明,苯醌类光解,由于其光敏性好,能促进日光体系产生更多的·OH,日光/Fenton法好于UV/Fenton法.苯醌亚胺类降解,浓度较低时,UV/Fenton法好,浓度较高时,日光/Fenton法好,造成这种现象的主要原因是苯醌亚胺类光敏性一般,浓度低时日光体系中·OH的产量少于紫外体系,但苯醌亚胺类降解过程中有苯醌类生成,苯醌类的光敏性比苯醌亚胺类好,苯醌亚胺类浓度越高,其降解产物中苯醌类越多,进而导致日光体系中¹O₂、O₂^-·和·OH的产量多于紫外体系.     

烷基-硝氧乙基硝胺类含能增塑剂生产废水的处理

针对烷基-硝氧乙基硝胺生产过程中产生的高污染废水,分别进行活性炭吸附、Fenton氧化、生物降解单元处理,废水的COD去除率分别为22.02%,81.18%,78.76%。在此基础上开展物理/化学/生物集成处理技术研究,组合工艺处理后的水样COD值为108.3 mg/L,BOD值为45.23 mg/L,pH值为7.88,色度与悬浮物值均为零,达到GB 18918—2002三级排放标准。     

Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极的制备及可见光光电催化协同降解RhB

制备Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极,应用于可见光助三维电极/电Fenton(Vis-3D/EF)光电催化体系中,以RhB为目标污染物,研究了可见光光电催化对RhB的协同降解.实验优化了Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极的制备条件,并与活性炭粒子电极、活性炭负载TiO2粒子电极在Vis-3D/EF体系中的光电催化性能进行对比,结果表明:TiO2浸渍液浓度为2g/L,Fe-Ni掺杂比为5:5,Fe:Ni:TiO2物质的量比为0.5:0.5:100的条件下制备的粒子电极在Vis-3D/EF体系中表现出最优的光电催化性能,60min对RhB的去除率达92.58%,优于活性炭粒子电极和活性炭负载TiO2粒子电极.自制粒子电极在Vis-3D/EF体系比在3D/EF体系对RhB的去除率提高29.46%,表现出明显的光催化和三维电极/电Fenton协同处理效果,协同指数为1.18,说明了自制粒子电极应用在Vis-3D/EF组合技术中,实现对RhB的可见光光电协同降解是可行的.     

电-Fenton装置的优化与焦化废水的深度处理

制备了以缚在不锈钢网表面的活性炭纤维作为阴极,钛片为阳极的电Fenton装置,研究了pH、电压、曝气流量和支持电解质Na2SO4的变化对该装置产生H2O2的影响。结果显示:pH为3时,电压为3~9 V,H2O2生成量随着电压的增大而升高;反应时间为140 min,初期H2O2浓度随时间的增加而增加,60 min后,H2O2浓度趋于稳定,最大为26.6 mg/L;体系中溶解氧的存在是产生H2O2的必要条件,H2O2浓度随着曝气流量的增加而增大。采用该装置处理某焦化厂A2O出水,在pH为3,电压为9 V,阴阳极板距离为30 mm,Na2SO4加入量为5 g/L,曝气流量为600 mL/L,Fe2+投加量为0.2 mmol/L的条件下运行2 h,废水COD值明显下降,最大去除率为82.5%。     

基于Fenton法污泥有机质降解及微观结构变化规律

针对污泥中有机质含量高且难降解,采用Fenton氧化法对污泥进行处理以达到降解污泥有机质的目的。研究了不同pH值条件下,加入不同配比的Fenton试剂对剩余污泥中有机质降解效果的影响,并通过孔隙结构试验与差热分析试验探讨有机质降解后的污泥微观结构变化。结果表明:Fenton试剂能将污泥中的有机质从30%降解至21%,处理后的污泥比表面积增大、孔容增大、孔径减小,污泥中的水分与有机质组成发生了改变。     

芬顿试剂氧化对污泥脱水性能的影响

利用芬顿试剂调理污泥,以W_C(污泥滤饼含水率)和CST(毛细吸水时间)作为评价污泥脱水性能的指标,通过分析污泥中各层ρ(EPS)(EPS为胞外聚合物)和上清液中小分子有机物质量浓度来阐明污泥脱水性能的变化. 结果表明:芬顿试剂调理可促进EPS氧化分解,TB-EPS(紧密结合的胞外聚合物)破解转化为LB-EPS(松散结合的胞外聚合物)和S-EPS(上清液层胞外聚合物),大幅降低W_C和CST. 试验中当pH为4,w(H₂O₂)和 w(Fe2+)均为40 mg/g时,ρ(EPS)降低了33.04%,W_C和CST分别降至63.36%和28.7 s. Pearson相关性分析表明,ρ(TB-EPS)与W_C和CST均存在显著的正相关性(P＜0.01),是影响污泥脱水性能的重要因素,而ρ(LB-EPS)和ρ(S-EPS)与污泥脱水性能的相关性较低. 液相色谱分析表明,随着芬顿试剂投加量的增大,EPS等有机物分解程度增大,污泥上清液中小分子有机物种类明显增多,其质量浓度显著升高,ρ(甲酸)和ρ(乙酸)分别由原污泥的52.72、15.99 mg/L升至446.05、522.36 mg/L.      

二茂铁催化光助非均相类Fenton氧化法处理含罗丹明B废水

采用二茂铁(Fc)替代UV/Fenton体系中的催化剂Fe2+,构建了一个新的UV/H2O2/Fc非均相Fenton反应体系,研究了该反应体系对含罗丹明B模拟废水的脱色性能.结果表明,Fc对水中UV/Fenton反应具有良好的催化活性,对罗丹明B起氧化作用的主要物质是·OH和其他活性物质.对水中罗丹明B的氧化脱色反应的催化性稳定,对Fc重复回收利用3次后对模拟废水仍有99%以上的脱色率;UV/H2O2/Fc体系处理罗丹明B的最佳工艺条件是H2O2的浓度为1.5′10-2mol/L,Fc的投加量为0.13g/L,初始pH值在2~6之间.证实了Fc作为光助非均相Fenton体系催化剂的可能性.