纳米Fe_3O_4催化非均相Fenton体系降解含酚废水的研究

采用纳米Fe_3O_4催化Fenton体系处理模拟苯酚废水和煤液化废水,考察了初始H_2O_2浓度、催化剂浓度和pH对降解过程的影响,以及催化剂的循环利用效果。结果表明:苯酚的降解符合一级反应动力学,在最佳运行条件下处理100 mg/L苯酚废水,180 s苯酚去除率为100%,120 min苯酚TOC减少44.3%。在最佳反应条件下处理煤液化废水时,COD去除率可达74.73%,pH为5时可去除42.8%的COD,同时B/C由0.20提高到0.50,且催化剂可稳定运行3次。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水

以γ-Al_2O_3为载体,Mn(NO_3)_2·4H_2O为前驱体,制备MnO_2/γ-Al_2O_3非均相负载型催化剂。以臭氧为氧化剂,MnO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,催化臭氧氧化降解100 mg/L的苯酚模拟废水,考察活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间对催化臭氧降解苯酚的影响。结果表明,锰负载量10%,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h为MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂较佳的制备方案。将其应用到高碱性苯酚溶液中,在臭氧浓度为0.96 mg/L,催化剂用量为2 g/L,温度25℃,反应60 min时,苯酚和COD的去除率分别达到97.6%和71.8%,催化活性较好。     

臭氧催化氧化法深度处理焦化废水工艺研究

以钢渣、粉煤灰、黏土、剩余活性污泥和过渡金属盐类为原料,利用固相混合法制备得到陶粒催化剂,并对焦化废水生化尾水进行臭氧催化深度处理研究。以COD去除率为评价指标,考察了催化剂活性组分种类与质量分数、催化剂质量浓度、臭氧投加量、焙烧温度及废水初始p H等工艺条件对COD去除率的影响。结果表明,Mn-Ti O_2双活性组分质量分数为8%、焙烧温度为1 110℃、废水初始p H为7. 12、臭氧投加量为5. 81 mg/min、催化剂质量浓度为20 g/L时,陶粒催化剂对焦化废水的处理效果最佳。废水的COD从100. 08 mg/L降至44. 12 mg/L,去除率高达55. 92%。出水水质满足新修订的焦化废水排放标准。催化剂重复使用10次,活性无明显衰减,COD去除率均保持在50%以上。     

耐盐菌与臭氧催化氧化组合处理长链二元酸工艺废水的研究

为处理长链二元酸生物发酵工艺产生的高硫酸盐有机废水,筛选分离出一株具有优异耐盐性能的菌株GXNYJ-12,其可有效处理COD质量浓度为6 512 mg/L、硫酸盐质量浓度为20 200 mg/L、全盐量质量浓度为31 100 mg/L的长链二元酸工艺废水,经120 h好氧生化,COD去除率高达95%。其生化出水经臭氧催化氧化进一步处理,在采用自研活性炭复合材料负载催化剂(Fe_2O_3/ACNT)、液体空速为0.5 h~(-1)、臭氧相对投加量为2.3 g(O_3)/g(COD)条件下,出水COD降至58.7 mg/L,TOC降至20.1 mg/L。GC-MS定性分析结果表明,长链二元酸工艺废水有机组分多为稳定的五元环、六元环结构,仅生化处理很难实现COD达标排放。     

臭氧催化氧化法深度处理反渗透浓水

采用臭氧催化氧化法降解反渗透浓水的化学需氧量(COD),对比了几种催化剂的活性,考察了p H值、臭氧浓度和反应空速对COD去除率的影响。结果表明,催化剂活性由高到低的顺序为Cu-Ce/ACNTCu-Ce/ACCu-Ce/Al_2O_3Cu-Ce/TL。与单独臭氧氧化相比,臭氧催化氧化法COD去除率可增加45.2%。适宜的pH、臭氧浓度和低反应空速有利于提高COD去除率。Cu-Ce/ACNT臭氧催化氧化反应的COD平均去除率达到78.6%,出水COD均满足处理要求,并在30 d内活性没有明显的下降,在废水处理领域有广阔的应用前景。     

MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水

以γ-Al_2O_3为载体,Mn(NO_3)_2·4H_2O为前驱体,制备MnO_2/γ-Al_2O_3非均相负载型催化剂。以臭氧为氧化剂,MnO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,催化臭氧氧化降解100 mg/L的苯酚模拟废水,考察活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间对催化臭氧降解苯酚的影响。结果表明,锰负载量10%,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h为MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂较佳的制备方案。将其应用到高碱性苯酚溶液中,在臭氧浓度为0.96 mg/L,催化剂用量为2 g/L,温度25℃,反应60 min时,苯酚和COD的去除率分别达到97.6%和71.8%,催化活性较好。     

臭氧催化氧化去除煤化工高盐废水难降解有机物工艺研究

为研究臭氧催化氧化去除煤化工高盐废水难降解有机物的规律,采用浸渍-焙烧法制备催化剂,以实际煤化工高盐废水为样品,研究载体、活性组分对COD去除率的影响,确定最佳臭氧催化剂,并研究有无催化剂、臭氧通气量、臭氧浓度、催化剂投加量对COD去除率的影响,确定最佳工艺参数;在此基础上初步探讨了臭氧催化氧化的反应动力学。研究结果表明:最佳催化剂选择活性氧化铝为载体,铁锰为活性组分;最佳工艺参数为:臭氧通气量1.5 m~3/h,臭氧质量浓度200 mg/L,催化剂投加量0.8 L/L;活性组分选择铁锰时,陶粒基催化剂和活性氧化铝基催化剂的反应速率常数分别是纯臭氧氧化的2.50倍和2.93倍,即臭氧催化氧化可有效提高难降解有机物的反应速率,并提高COD去除率。     

CuO-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水

采用浸渍法将Cu O、Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性臭氧催化氧化催化剂,通过N_2吸附脱附曲线,X射线衍射、扫描电镜、X射线荧光光谱等方法对催化剂性能进行表征。与Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/O_3、H_2O_2/O_3、γ-Al_2O_3/O_3等工艺相比,采用Cu O-Fe_2O_(3/)γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3工艺降解制药二级生化出水效果最为明显,较高的催化氧化效率主要归功于H_2O_2的诱导作用和催化剂的催化作用的双重作用加速臭氧生成更多·OH。考察废水中COD去除率及影响降解的因素,包括催化剂投加量、p H、双氧水投加量、臭氧流量等,实验结果显示在催化剂投加量2g/L、废水p H为9、双氧水投加量3.6mg/L、臭氧流量1.0L/min条件下,COD去除率达到62.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到58%以上,并且金属离子浸出较少,其结构稳定。通过自由基捕获剂测试,探讨该催化氧化过程遵循自由基反应机理。     

纳米Fe_2O_3催化氧化深度处理纸浆废水

利用化学共沉淀法制备出纳米Fe_2O_3催化剂,采用XRD和HTEM对催化剂结构进行了表征。研究了pH值、催化剂加入量以及反应时间对催化剂去除造纸废水COD效果的影响。研究结果表明,当采用650℃条件下焙烧时可以获得粒度较为均匀、粒径约为40~60nm,纯度较高的Fe_2O_3。当废水p H值=4,催化剂加入量7.5mol/L,反应时间为30min时,废水COD去除率达到了73.5%,出水(COD)为70.2mg/L。     

非均相催化臭氧化深度处理钻井废水的效能研究

采用单独臭氧氧化、MnO2吸附和O3/MnO2催化氧化3种体系对经过混凝处理后的钻井废水进行深度处理,重点研究了O3/MnO2催化氧化体系去除钻井废水中有机物(以COD计)的效能。结果表明:相比单独臭氧氧化和MnO2吸附体系,O3/MnO2催化氧化体系能显著提高COD和TOC的去除率;COD去除率随着臭氧投加量和催化剂投加量的增加、pH的升高和反应时间的增加而增大;在臭氧投加量为80 mg/L、pH为11.5、催化剂投加量为20 g/L、反应时间为40 min的最佳工艺条件下,COD和TOC的去除率分别达到87.51%、83.18%,COD从686.28 mg/L降至85.72mg/L,出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准要求。     

臭氧催化氧化降解2,4,6-三氯苯酚研究

采用臭氧催化氧化法降解2,4,6-三氯苯酚废水,用自制催化剂(Al_2O_3负载Mn、Ce、La金属氧化物)对模拟2,4,6-三氯苯酚废水进行了臭氧催化氧化处理,并对影响降解效果的几个因素:臭氧投加量、2,4,6-三氯苯酚初始浓度、pH值进行了分析。结果表明,在pH为9,臭氧投加量5 g×h~(-1)时,处理1 L 100 mg×L~(-1)2,4,6-三氯苯酚废水,单独臭氧化与臭氧催化氧化的去除率分别达到了76.04%和86.46%。考察臭氧催化氧化催化剂的稳定性,经过7次使用后,废水COD去除率较第一次使用降低约4%,催化剂相对稳定,最后分析了2,4,6-三氯苯酚的三种降解途径。     

中空含锰四氧化三铁纳米催化剂的制备及其催化过氧化氢降解苯酚废水的研究

以N,N-二甲基甲酰胺、高锰酸钾、四水合氯化亚铁、十六烷基三甲基溴化铵为主要原料,采用水相置换法制备出中空含锰四氧化三铁纳米催化剂Fe_3O_4-Mn,研究催化剂用量、pH值、温度、过氧化氢用量对于催化降解苯酚的影响。结果表明,对250 mL浓度100 mg/L的PhOH模拟废水,当催化剂Fe_3O_4-Mn用量0.15 g、pH=3、20℃、H_2O_2用量2.5 mL,反应时间25 min时,催化降解苯酚效果最好,PhOH去除率可达93.13%,其反应符合准二级吸附动力学。     

Mn2+催化臭氧氧化苯酚废水的初步研究

采用Mn（Ⅱ）均相催化剂对含酚废水进行催化臭氧氧化去除研究。研究了与单独臭氧氧化不同的反应特征及主要影响因素，实验结果表明，溶液的初始pH值、Mn（Ⅱ）投加量及碳酸盐对苯酚废水COD去除率产生较大影响，在本实验条件下，废水的初始pH越小，COD去除效果就越佳，在Co=50mg／L，Mn（Ⅱ）=1mg／L，初始pH=1．5，O3=0．6L／min，室温T=25℃下，反应时间45min时，苯酚废水的COD去除率可达100%即完全矿化。实际合酚废水的Mn（Ⅱ）催化臭氧氧化实验表明Mn（Ⅱ）仅对简单成分的苯酚有机物溶液有催化作用。     

不同高级氧化工艺处理焦化废水二级生化工艺出水研究

针对焦化废水二级生化处理工艺出水化学需氧量(COD)难以达标的问题,采用实际焦化废水,通过开展半连续实验室小试试验,对比研究了单独臭氧氧化、O_3/H_2O_2氧化和UV-Fenton氧化3种工艺深度处理焦化废水的效果,并对不同工艺出水的UV_(254)、BOD_5/COD、发光细菌毒性、三维荧光光谱进行分析,研究不同高级氧化工艺对出水水质的影响规律。结果表明:增加臭氧投加量和添加H_2O_2能显著提高焦化废水二级生化工艺出水中有机物的去除效果。进水COD为(200±10)mg/L、O_3投加量为30 mg/L时,反应120 min后单独臭氧氧化对COD的去除率仅为36%;而对于UV-Fenton氧化,进水COD为(200±10)mg/L、H_2O_2(30%)投加浓度为2 g/L、Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比为1∶10时,COD的去除率为50%;单独臭氧氧化和UV-Fenton均不能满足排放标准。进水COD为(200±10)mg/L、O_3投加量为30 mg/L、H_2O_2(30%)投加浓度为2 g/L,反应120 min后COD去除率达到63%,O_3/H_2O_2氧化工艺出水COD达到74 mg/L,满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。3种工艺中,O_3/H_2O_2氧化的COD去除效果最好,这主要归因于O_3和H_2O_2协同产生强氧化性自由基,但当H_2O_2浓度过高时,体系中产生的·OH反而与H_2O_2反应,从而导致O_3/H_2O_2体系的氧化能力下降。3种工艺都能有效降低出水毒性,出水发光细菌急性毒性试验显示,单独O_3氧化、O_3/H_2O_2氧化处理15 min后,相对发光度分别上升到90%和87%,UV-Fenton氧化处理30 min后,出水的相对发光度上升到71.57%。与单独臭氧氧化和O_3/H_2O_2氧化工艺相比,UV-Fenton工艺处理出水急性毒性相对较高,可能与臭氧的消毒作用有关。3种工艺对废水可生化性的提高程度不明显,BOD_5/COD从0.02最大提升到0.1左右。UV_(254)和三维荧光光谱的对比分析表明,3种工艺对出水中芳香族化合物和荧光物质具有明显的分解作用。单独O_3氧化可优先降解废水中腐植酸类物质中的共轭双键结构,而O_3/H_2O_2氧化工艺对环状共轭污染物的氧化效果更显著。随着UV-Fenton氧化处理,焦化废水中大分子的类腐植酸以及紫外区类富里酸优先被氧化降解,最终转化为可见区类富里酸和类蛋白质,而类蛋白质和可见区类富里酸物质在出水中仍存在较高浓度,UV-Fenton氧化工艺对荧光物质去除能力最差。     

超声波改性强化Mn/AC催化臭氧化降解苯酚效能分析

为提高臭氧氧化降解含酚废水的效能,对载体活性炭进行超声改性,并利用浸渍沉淀法制备Mn/AC催化剂,通过BET、SEM、EDS、XRD表征分析超声处理对其结构的影响,同时用苯酚模拟废水考察超声改性对其去除效能的影响。结果表明,超声改性起到清灰造孔作用,载体孔道增多,比表面积和孔体积增高,强化了负载,Mn的负载量由2. 40%升至3. 85%并以MnO2形式存在,增大分散度;超声改性增强了催化剂的吸附及催化臭氧化能力,提高体系的吸附-催化臭氧氧化协同效应,Mn/U60-AC+O3体系在催化剂质量浓度为2 g/L、苯酚初始质量浓度为100 mg/L、温度为(25±1)℃、臭氧质量浓度为3 mg/L、气体通入流量为4 m L/min、pH=10、水体积为1 L的条件下反应24 min,苯酚的去除率高达99. 64%,比Mn/AC+O3体系提高了16%。     

粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化深度处理煤气化废水研究

采用粉末活性炭为催化剂,构建粉末活性炭耦合陶瓷膜臭氧催化氧化反应器,并探讨其对煤气化废水的深度处理效能。结果表明,当粉末活性炭投加2 g/L、臭氧投加量为30 mg/L时,煤气化废水生化出水COD为125~143mg/L,去除率可达75%,ΔCOD/Δρ(O_3)可达1.3。在HRT为30 min、膜通量为50 L/(m~2·h)时,粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化反应器出水COD可保持为50 mg/L左右。反应器中的臭氧可有效将临界通量从35~40 L/(m~2·h)提高至50~60/(m~2·h),跨膜压差降低35%~40%,使反应器膜装置稳定运行。粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化技术,可为煤气化废水深度处理提供有效的技术方案。     

中空含锰四氧化三铁纳米催化剂的制备及其催化过氧化氢降解苯酚废水的研究

以N,N-二甲基甲酰胺、高锰酸钾、四水合氯化亚铁、十六烷基三甲基溴化铵为主要原料,采用水相置换法制备出中空含锰四氧化三铁纳米催化剂Fe_3O_4-Mn,研究催化剂用量、pH值、温度、过氧化氢用量对于催化降解苯酚的影响。结果表明,对250 mL浓度100 mg/L的PhOH模拟废水,当催化剂Fe_3O_4-Mn用量0.15 g、pH=3、20℃、H_2O_2用量2.5 mL,反应时间25 min时,催化降解苯酚效果最好,PhOH去除率可达93.13%,其反应符合准二级吸附动力学。     

不同载体的催化剂对臭氧催化氧化性能的影响

为考察不同载体的催化剂对臭氧非均相催化氧化处理煤化工废水的影响,选取了市面上常见的铝基和碳基载体催化剂,并对催化剂的比表面积和强度等理化指标进行表征测试。以废水的COD为考察指标,研究了不同载体催化剂的吸附性能及催化氧化性能。结果表明:铝基催化剂机械强度更高(最高为125.22 N),碳基催化剂比表面积较大,高达1021.6 m~2/g,表现出更强的吸附性能,吸附容量为5.14～8.14 mg COD/g。碳基催化剂对废水COD去除率为55%～60%,B/C提高更多,最高为50%;铝基催化剂对废水COD去除率最高为50%,但出水COD及浊度更加稳定,且出水分子量不超过1000的有机物含量高于96%。研究结果将为臭氧催化氧化煤化工废水过程中催化剂的选取提供参考。