沸石载体催化剂研制及其催化臭氧氧化染料废水的研究

以沸石为载体负载不同金属氧化物来制备催化剂,通过试验分析该催化剂催化臭氧氧化染料废水的效果及其影响因素。结果表明:(1)沸石对染料废水的吸附作用很小,总有机碳(TOC)去除率基本维持在3.2%左右,对于后期的试验可以忽略其影响。(2)以沸石作为载体制得的MnO2、Fe2O3、ZnO、CuO负载型催化剂(分别简写为MnO2/沸石、Fe2O3/沸石、ZnO/沸石、CuO/沸石),对臭氧氧化反应均有催化作用,其催化效果依次为MnO2/沸石Fe2O3/沸石ZnO/沸石CuO/沸石。同时,MnO2/沸石的重复使用率高。(3)MnO2/沸石催化臭氧氧化效率及重复使用率均优于以活性炭为载体的MnO2负载型催化剂。(4)臭氧氧化和MnO2/沸石催化臭氧氧化对染料的脱色率基本一致。MnO2/沸石催化臭氧氧化的TOC去除率比臭氧氧化提高较多,对染料废水有很好的处理效果。(5)以沸石为载体制得的负载型催化剂催化臭氧氧化实际染料废水的处理效果较好,具有较高的实用价值。     

镍网负载纳米TiO2光催化反应器对酸性品红脱色效果实验研究

采用负载纳米TiO2的三维镍网装配了光催化反应器,就其对酸性品红溶液进行脱色效果进行了实验研究。考察了反应器的3种装配条件、品红初始浓度、pH值、H2O2投加量、紫外光剂量等因素对酸性品红脱色效果的影响。结果表明：UV灯＋镍网＋TiO2模式组合的反应器脱色效果最好;在相同的处理时间内酸性品红溶液的脱色率随起始浓度的增大而减小;将酸性品红溶液pH值调至5时脱色效果最明显,70 min的脱色率可高达94.8%。脱色效果还可以通过溶液中添加H2O2和控制紫外线剂量来调节。当溶液中H2O2投加量为0.5 g/L时,处理70 min后的脱色率可高达98.3%;到达反应界面紫外光剂量越多则能够获得越高的酸性品红脱色率。     

大气气溶胶酸度和酸化缓冲能力研究

为了掌握大气气溶胶与酸性降水的关系 ,分析和研究了中国北方和南方不同观测点可吸入颗粒物 (PM10 )的酸度 ,并利用微量酸碱滴定的方法测定了其酸化缓冲能力。结果表明大气气溶胶具有一定的酸度 ,同时对酸化的缓冲能力非常低 ,甚至可以促进降水的酸化 ,这种污染特征也是上述观测点发生酸性降水的重要原因之一。     

酸性红37在UV/K2S2O8体系中的降解动力学和转化机制

为了探索单偶氮染料Acid red 37 (AR37)降解的可行性及在活性氧物种作用下可能的反应位点和迁移转化机制,采用光活化过硫酸盐技术并根据单因素试验和响应曲面法优化试验考察了底物浓度,K_2S_2O_8用量和温度3个因素对AR37降解率的影响,得出AR37光催化降解的最优条件为:底物浓度90μmol·L~(-1),K_2S_2O_8用量8.47 mmol·L~(-1)和温度36℃.最后,利用GCMS对AR37在UV/K_2S_2O_8体系下降解中间产物进行初步的分离与分析,并结合AR37前线电子云密度(FEDs)的理论计算结果对其降解途径进行推导.研究发现AR37在·SO_4~-等活性氧物种作用下,C2、N8、N16、C17和C18等活性位点容易被自由基直接攻击或者发生电子转移反应,从而引起AR37分子中N=N和C—N键断裂后的进一步羟基化反应,是其主要的降解途径.     

柳州酸性降水中S(Ⅳ)、醛及其加合物的研究

柳州市降水中普遍含有S(Ⅳ)与醛形成的1:1加合物。本文测定了柳州雨水(pH3.70~4.16)中S(Ⅳ)-甲醛加合物(HMSA)的离解常数K_eq为(2.14±0.166)×10-6mol/L;研究了雨水中S(Ⅳ)-醛加合物的测定方法;改进了液相中S(Ⅳ)和醛的分析方法。      

水溶性染料废水脱色新方法的研究

本研究选择若干种类的水溶性染料,采用一种含镁的脱色剂进行脱色试验。对染料结构与脱色原理之间的关系及脱色的最佳条件进行了探讨。实验表明,脱色剂的脱色效果直接与染料种类、脱色的pH条件、脱色剂的用鞋有关。脱色率可达98％以上。本工艺简单,费用较低,町望成为一种理想的染料脱色新方法。     

粉煤灰负载铁离子催化氧化活性黄染料废水

以粉煤灰为载体,制备铁/粉煤灰负载型催化剂,并利用该催化剂催化H2O2氧化降解活性黄染料废水,探讨了H2O2投加量、催化剂投加量、染料初始浓度和初始pH值等因素对染料废水COD去除率和脱色率的影响。结果表明,当染料废水COD初始浓度为200 mg/L,初始pH值为1.7,投加0.5 g/100 mL催化剂及加入1.0 mL浓度为1.13 mol/L的H2O2溶液时,处理效果最好,此时染料废水的COD去除率和脱色率分别达到63%和99%,并且废水的可生化性得到很大的提高。利用该负载催化剂能够有效地减少活性黄染料废水中Fe3+的残留量。     

灵芝漆酶对直接蓝86的催化脱色性能

利用灵芝菌Ganoderma lucidum U-281漆酶对直接蓝86进行酶促氧化脱色,并对其降解机理进行了探讨。结果表明,染料-漆酶共反应体系在20～50℃及pH小于5.0范围内,直接蓝86均可脱色50%以上;漆酶对直接蓝86具有宽泛的浓度适应性,对300 mg/L的该染料仍具有耐受性。最优脱色工艺参数为温度40℃、pH 5.0、染料初始浓度200 mg/L、漆酶用量1 U/mL。在优化条件下,直接蓝863 h的脱色率达到54.54%,48 h脱色率达到91.54%。紫外-可见吸收光谱分析表明,漆酶的酶促氧化导致染料的分子结构产生了变化,是造成直接蓝86脱色的主要发生机制。     

UASB反应器降解活性染料废水的特性

中温（35±1）℃条件下,采用上流式厌氧污泥床（upflowanaerobicsludgebed,简称UASB）反应器处理了含蒽醌类-活性艳蓝（c．I．ReactiveBlue5,简称K—GR）或偶氮类-活性艳红（C．I．ReactiveRed20,简称KD-8B;C．I．ReactiveRed2,简称X-3B）模拟染料废水,重点研究了回流比对染料脱色率和COD去除率的影响,在最佳回流比的条件下,探讨HRT（hydraulicretentiontime）对脱色的影响和不同结构染料的脱色效果,并初步分析了脱色机理。结果表明,适宜的回流比有利于提高系统的脱色率;控制回流比和HRT分别为2和24h,当模拟废水中染料的浓度为100mg／L时,COD去除率和脱色率分别为90％～96％和85％～92％;蒽醌和偶氮类染料的脱色是通过偶氮键和葸醌共轭结构的断裂来实现的。     

膜电解法在线再生酸性蚀刻液及回收铜新技术

采用极化曲线法研究了酸性蚀刻液阴、阳极电化学行为,并构建了离子膜电解反应体系,考察了在线再生酸性蚀刻液及回收铜的效果。结果表明,阳极氧化过程发生浓差极化,存在极限电流密度,Cu＋含量越高,极限电流密度越大;阴极还原分4步反应进行,存在极限电流密度;强化溶液传质可有效提高阴、阳极极限电流密度,有利于避免电解过程中析出氯气和氢气;在线实验表明,通过监控阳极液ORP,可避免析出氯气;分步降低电流电解有利于避免析出氢气,形成致密的金属铜块;在电流为9～24A范围内分4步电解23．5h可再生酸性蚀刻液23．5L,同时电沉积回收510g铜,纯度高达99．98％。阴极电流效率达到95．2％,吨铜电耗3251kWh。电解过程中无氯气和氢气析出,无废液排放,表明膜电解法在线再生酸性蚀刻液具有良好的应用前景。