Potassium ferrate pretreatment promotes short chain fatty acids yield and antibiotics reduction in acidogenic fermentation of sewage sludge

During the acidogenic fermentation converting waste activated sludge (WAS) into short-chain fatty acids (SCFA), hydrolysis of complex organic polymers is a limiting step and the transformation of harmful substances (such as antibiotics) during acidogenic fermentation is unknown. In this study, potassium ferrate (K₂FeO₄) oxidation was used as a pretreatment strategy for WAS acidogenic fermentation to increase the hydrolysis of sludge and destruct the harmful antibiotics. Pretreatment with K₂FeO₄ can effectively increase the SCFA production during acidogenic fermentation and change the distribution of SCFA components. With the dosage of 0.2 g/g TS, the maximum SCFA yield was 4823 mg COD/L, which is 28.3 times that of the control group; acetic acid accounts for more than 90% of the total SCFA. The higher dosage (0.5 g/g TS) can further increase the proportion of acetic acid, but inhibit the overall performance of SCFA production. Apart from the promotion of hydrolysis and acidogenesis, K₂FeO₄ pretreatment can also simultaneously oxidizes and degrades part of the antibiotics in the sludge. When the dosage is 0.5 g/g TS, the degradation efficacy of antibiotics is the most significant, and the contents of ofloxacin, azithromycin, and tetracycline in the sludge are reduced by 69%, 42%, and 50%, respectively. In addition, K₂FeO₄ pretreatment can also promote the release of antibiotics from sludge flocs, which is conducive to the simultaneous degradation of antibiotics in the subsequent biological treatment process.     

基于高铁酸钾同步氧化-絮凝技术在污水处理中的研究进展

Fe(Ⅵ)具有较高的氧化还原电位,Fe(OH)3具有良好的絮凝效果,废水处理中高铁酸钾发挥同步氧化和絮凝作用。介绍高铁酸钾处理各种难降解废水的机理,同时分析高铁酸钾投加量、pH、反应温度、反应时间等因素对各种废水去除效果的影响。并提出基于高铁酸钾同步氧化絮凝技术处理污水的局限性和未来的发展方向。     

Fe(VI)/CaO2双氧化体系降解水环境中的DMP

研究了高铁酸盐（Fe（VI））/过氧化钙（CaO₂）联合处理对邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的降解性能及机理,分析了共存离子的影响.基于响应面方法中的Box-Behnken实验设计进行了多因素实验,采用二次多项式和逐步回归法拟合了DMP去除率与Fe（VI）投加量、CaO₂投加量和反应时间之间的关系,对实验条件进行了优化分析.结果表明,在初始pH值为中性条件下,Fe（VI）/CaO₂可以有效去除DMP,降解过程符合准一级动力学模型.当Fe（VI）/CaO₂/DMP物质的量比为1.1/4.4/1时,模型预测DMP最大降解率为95.57%,和验证实验得出的降解率90.14%相近,表明该响应面模型具有较好的模拟和预测能力.HCO₃^-和Mg²⁺对DMP的降解有一定抑制作用.自由基清除实验结果显示,羟基自由基（HO·）和超氧自由基（O₂^-·）对DMP的降解具有重要贡献,表明Fe（VI）和CaO₂可形成类芬顿试剂协同降解污染物.DMP的主要降解途径包括酯基水解、侧链氧化和苯环的羟基化;主要降解产物为邻苯二甲酸单甲酯,2,5-二羟基苯甲酸,间苯二甲酸,草酸等.     

高铁酸盐对藻类肝毒素的降解

研究高铁酸盐对悦目颤藻(Oscillatoria amoena)肝毒素(Microcystin-LR)的降解效能及其与pH的关系. 结果表明,处理有机质含量很高的藻类肝毒素粗提液,当高铁投加量增到40mg/L,pH控制在6～10,肝毒素几乎被完全降解.同时高铁的还原产物Fe³⁺、Fe(OH)₃发挥其助凝、絮凝的作用,对水体中有机质吸附沉降去除,TOC去除率达到50%左右,铁几乎无残留.高效液相色谱分析发现,作用机制可能是高铁氧化或异构化Adda基团的共轭双键,使Adda基团的结构发生变化,从而降低其毒性.     

高铁酸钾水处理剂的制备及稳定性研究

通过次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾的工艺,探讨了次氯酸盐浓度、铁盐投加量、反应温度等对高铁酸钾纯度、产率的影响,研究发现当初始ClO-浓度为137.3g/L,除盐工序温度控制在10℃左右,铁盐投加量为化学计量的30%时,可得到纯度为96.4%、产率为45.3%的高铁酸钾固体.用XRD、FIRT和SEM对高铁酸钾进行了表征分析.初步研究了高铁酸钾母液中KOH、KCl、KNO3、Fe(NO3)3、KClO等杂质对高铁酸钾溶液稳定性的影响,结果表明碱度越高,高铁酸钾溶液稳定性越强, KCl、KNO3使高铁酸钾溶液稳定性略有降低, KClO对高铁酸钾溶液具有强稳定性,三价铁盐的存在能促进高铁酸钾溶液的快速分解.     

钛白副产硫酸亚铁的综合利用研究

以钛白副产硫酸亚铁、氯化钾和氨水为原料，采用硫酸钾铵法制取硫酸钾。实验结果表明，该工艺生产的产品，其质量达到ZBG-21006-89国家标准，且此工艺流程简单、操作方便、条件易控制，无二次污染。     

不同絮凝剂处理焦化废水的研究

相同条件下用3种常用的聚硅酸盐类絮凝剂（PASS，PZSS，PFSC）和高铁酸钠（Na2FeO4）处理焦化废水，实验结果表明，除聚硅酸铝在去浊方面优于高铁酸钠外，高铁酸钠无论在CODCr、色度去除率及固体悬浮物生成量等方面均优于聚硅酸盐类絮凝剂。     

高锰酸盐复合药剂预氧化缓解超滤膜藻类污染的中试研究

通过中试试验考察了高锰酸盐复合药剂(PPC)预氧化强化混凝/沉淀/超滤的组合工艺的除藻效能以及PPC预氧化对藻类引起的膜污染的缓解作用,并对其机理进行了探讨.试验结果表明,投加0.6mg·L-1PPC能使预处理阶段对藻类的平均去除率提高约28%.组合工艺处理高藻水时,PPC预氧化通过强化预处理,降低膜表面的污染负荷,对藻源污染物引起可逆和不可逆污染均具有一定的缓解作用.化学清洗试验结果表明,碱洗对超滤膜TMP恢复效果远远强于酸洗,因而有机物是超滤膜处理高藻水时的主要污染物质.     

高铁酸钾处理废水中硝基苯的研究

本实验以高铁酸钾为水处理剂,对其在废水中的硝基苯的去除进行了研究,考察了高铁酸钾的用量、pH值、反应时间及硝基苯的初始浓度四个影响因素对硝基苯去除率的影响,最终确定了高铁酸钾去除硝基苯的最佳反应条件为：初始pH值为9,高铁酸钾与硝基苯的摩尔比为10：1,反应时间30min,初始浓度小于254．5mg/L时,硝基苯的去除率最佳,达到到6．2％。     

流动注射法测定水中高锰酸盐指数的研究

研究了用流动注射分析技术测定水体中高锰酸盐指数。使用新发明的耐腐蚀恒流泵、低记忆高效混合器、不存留气泡流通池等部件,通过高温高压,缩短消解时间,从而建立了一种可用于无人值守的自动在线快速监测水体中高锰酸盐指数的分析方法。通过实验研究了流动注射法测定水中高锰酸盐指数的优越性。对方法的检出限、精密度和准确度进行了测定,并与GB／T11892—89《水质高锰酸盐指数的测定》进行了比对,取得了满意的结果。