催化湿式氧化法和厌氧发酵法联用处理异佛尔酮废水

分别以沉淀法、共沸蒸馏法和高温老化法制备ZrO₂载体,采用等体积浸渍法制备Ru/ZrO₂催化剂,用于催化湿式氧化法处理异佛尔酮废水。研究了反应温度、催化剂用量及反应时间对异佛尔酮废水乙酸浓度、COD去除率、TOC去除率及废水可生化性的影响。废水经催化湿式氧化处理的中间产物主要为乙酸,可由产甲烷菌转化为甲烷。结果表明,提高反应温度、增加催化剂用量及延长反应时间均可提高异佛尔酮废水COD去除率、TOC去除率及废水可生化性。在270 ℃、氧分压2.5 MPa和催化剂用量9 g·L^－1条件下,超过180 min异佛尔酮废水COD及TOC去除率分别可达90.4%和84.9%。在270 ℃、氧分压2.5 MPa和催化剂用量1 g·L^－1反应条件下,120 min时异佛尔酮废水乙酸浓度最大,为5 582.98 mg·L^－1。催化湿式氧化处理后出水利用产甲烷菌进行厌氧发酵,反应9天产甲烷体积达到最大值820 mL。     

Fe/Al_2O_3催化剂催化氧化兰炭废水

采用浸渍法制备Fe/Al_2O_3催化剂,采用BET、XRD和穆斯堡尔谱等进行结构和性能表征。以自制Fe/Al_2O_3为催化剂,应用催化湿式过氧化氢氧化技术处理COD为6 742 mg·L-1的兰炭废水,通过建立正交实验确定最佳实验条件,结果表明,在p H=4、过氧化氢添加量9.6 m L、反应时间150 min和反应温度80℃条件下,兰炭废水COD去除率达66.30%。对催化氧化后的废水进行GC-MS分析,确定最终氧化产物主要为乙酸。表明自制Fe/Al_2O_3催化剂具有优良的催化效果,并使大分子难降解有机污染物分解为易生化的小分子污染物,甚至被完全分解矿化。     

氧化石墨烯负载纳米Fe3O4类芬顿处理制药废水

采用改进Hummer法制备了氧化石墨烯(GO)负载纳米Fe₃O₄磁性催化剂(Fe₃O₄/GO),对其进行了X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能量-色散光谱表征,并将其应用于多相类芬顿处理高浓化学原料药生产废水。结果表明,Fe₃O₄颗粒成功负载在GO表面,且没有出现明显的团聚现象。当废水的pH为3,双氧水(H₂O₂的质量分数30%)投加量10 mL/L,催化剂投加量2 g/L,反应120 min后COD去除率达78%,UV254去除率高达81%。三维荧光光(3D-EEM)分析可知,芳香类和富里酸类物质在催化降解过程中得到有效去除。     

改性活性半焦吸附-Fe/C微电解-Fenton联用技术处理焦化废水

采用改性活性半焦吸附-Fe/C微电解-Fenton联用技术处理焦化废水,探究联用技术工艺参数对焦化废水化学需氧量(COD)去除率的影响,结果表明:(1) 针对Fe/C微电解处理焦化废水的最佳操作条件为:pH=3,Fe与C质量比2.0∶1,Fe/C投加量30 g·L^-1,反应时间60 min,反应温度35 ℃;(2) 采用Fe/C微电解-Fenton氧化处理焦化废水最佳操作条件为:过氧化氢投加量25 mL·L^-1,pH=3,Fe与C质量比2.0∶1,Fe/C投加量30 g·L^-1,反应时间8 h。在最佳吸附-Fe/C-Fenton联用工艺条件下操作,对焦化废水COD降解率达到85.23%,COD由199.27 mg·L^-1降至29.43 mg·L^-1。动力学研究表明,动力学方程能很好的拟合Fe/C微电解降解过程。     

湿式空气催化氧化预处理阿普拉霉素废水

研究了阿布拉霉素废水的湿式空气氧化和混凝-酸解预处理技术。分析了COD、阿布拉霉素、NH4＋浓度、BOD5/COD。监测了废水的色度和味。在1L反应器中,于200℃和4 MPa条件下,对阿布拉霉素废水进行了无催化剂、RuO2/Al2O3和RuO2/CeO2/Al2O3的湿式空气氧化。结果表明在湿式空气氧化法中,使用催化剂RuO2/Al2O3和RuO2/CeO2/Al2O3反应150 min后,阿布拉霉素的去除率分别达到50.2%和55.0%,COD去除率达到40.0%和46.0%,BOD5/COD增加到0.49和0.54。使用混凝-酸解法预处理,COD和阿布拉霉素去除率轻微下降,BOD5/COD增加到0.45,污水不适合生物处理。在WAO中,废水的色度和味被有效控制,反应时间明显缩短。在阿布拉霉素废水的湿式空气氧化中,HO2.可以促进有机化合物氧化。CeO2的加入能够促进阿布拉霉素废水的湿式空气氧化中催化剂RuO2/Al2O3的活性和稳定性。     

催化湿式空气氧化处理磷霉素钠、黄连素制药废水试验研究

研究了用催化湿式空气氧化技术处理高含量、难降解的磷霉素钠和黄连素制药混合废水,考察了非贵金属Mn及稀土元素Ce协同Cu催化反应时CWAO处理效率。结果表明,以黄连素废水中的Cu2+作催化剂,反应温度为250℃、初始氧分压为1.3 MPa、反应停留时间0.5 h的条件下,COD平均去除率可达50%,此时废水中有机磷转化为PO43-;Mn、Ce的加入可使COD的去除率提高12%～18%,其中Mn与Cu协同作用效率最高,在初始氧分压为1.3 MPa下,COD去除率可提高至72%,99%以上的有机磷转化为PO43-,出水BOD5/COD提高至0.85,达到了CWAO预处理即提高2种制药废水可生化性的目的。     

响应曲面法优化Fe-Ce/AC处理兰炭废水工艺

采用浸渍法制备负载双金属(铁和铈)活性炭(Fe-Ce/AC),以Fe-Ce/AC为非均相Fenton催化剂处理兰炭废水。在单因素实验基础下,以pH值及H₂O₂和Fe-Ce/AC投加量为考察因素,兰炭废水COD去除率为评价指标,确定H₂O₂最佳投加量为3 mL,Fe-Ce/AC最佳投加量为0.10 g,pH最佳值为4。采用中心组合设计-响应曲面法优化Fe-Ce/AC非均相Fenton技术处理兰炭废水工艺,结果表明,各影响因子显著性顺序为:pH>Fe-Ce/AC投加量>H₂O₂投加量,其中,H₂O₂投加量与Fe-Ce/AC投加量间交互作用显著,模型校正决定系数$R^{2}_{adj}$=为0.920 9,模型回归项极显著(P<0.000 1),表明模型可信度和准确度高;最佳工艺条件为:pH=3.7,H₂O₂投加量为2.7 mL,Fe-Ce/AC投加量为0.1 g,COD去除率模型预测值为81.31%,与实验值80.05%相比,相对误差为1.55%,表明模型对实验结果有良好的预测性。     

WAO法处理中进水浓度对废水浊度去除的影响

采用湿式空气氧化法,对高浓度难生化有机废水进行处理.试验研究在湿式空气氧化法处理有机废水中不同进水浓度对浊度去除率的影响,通过测定水样浊度、浊度去除率的变化,发现,WAO法对不同进水浓度废水的处理效果都是随着反应时间增加而增加,而进水浓度越小,WAO法处理有机废水的效果越好.结果表明,当进水浓度COD=1000 mg/...     

双膜强化类Fenton工艺处理制浆废水的研究

类Fenton工艺又称非均相Fenton工艺,主要用于降解废水COD,可避免传统Fenton工艺产生的铁泥问题,但双氧水利用率尚有待提高。采用1个陶瓷膜分布H₂O₂,另1个陶瓷膜分离催化剂,构成双膜促进的非均相Fenton新工艺,考察了不同催化剂对制浆废水中COD的降解效果,优化了H₂O₂进料速率和反应渗透通量,分析了催化剂的稳定性和陶瓷膜污染情况。结果表明,自制立方体结构的Cu₂O对制浆废水中COD降解效果最佳,当Cu₂O添加量为1 g·L^-1,H₂O₂加入量为0.8 ml·L^-1,反应温度为30℃,反应渗透通量为137 L·m^-2·h^-1时,RO（Ⅰ）～RO（Ⅳ）4种废水的COD降解量分别为11、130、291和417 mg·L^-1,H₂O₂的利用率分别为9%、106%、232%、334%,H₂O₂利用率大于100%的主要原因是废水中大量的氯离子与铜催化剂作用产生氯自由基参与了降解反应,COD降解量与Cl-含量呈现线性关系,并且COD降解率随膜渗透通量的减小而增大。360 min的连续运行表明陶瓷膜分布器在非均相Fenton反应过程中会形成可逆滤饼层,膜污染较小,COD降解率稳定保持在65%以上。随着制浆废水中盐浓度的增大,Cu₂O催化剂稳定性变差,Cu离子的溶出量增大。陶瓷膜可以强化非均相Fenton工艺处理制浆废水效果,提高双氧水的利用率和连续运行的稳定性。     

废弃物水稻秸秆制备催化剂强化臭氧深度处理造纸废水的效能

以农业废弃物水稻秸秆为原料制备了秸秆基活性炭负载金属Fe氧化物的臭氧催化剂,主要特征为负载Fe₃O₄,负载量14.25%,比表面积1175.1 m²·g^-1,研究其强化臭氧深度处理造纸废水的效能。结果表明,制备的秸秆基活性炭和催化剂均对造纸废水污染物具有较高的吸附性能,吸附等温线与Langmuir模型拟合相关性良好（R²>0.99）;催化剂的使用显著强化了臭氧氧化污染物的性能,最佳的运行参数是臭氧和催化剂投加量分别为0.3g·h^-1和1 g·L^-1及原水pH,处理后出水COD、BOD₅、氨氮和色度分别为46、17、5 mg·L^-1和18倍,均低于我国造纸废水污染物排放标准（GB 3544-2008）;重复20次的运行,催化剂具有良好的稳定性,金属离子溶出浓度极少,并通过自由基捕获剂和ESR测试探讨该催化臭氧氧化过程属自由基间接氧化为主导的反应机理。本研究制备的臭氧催化剂具有性能高效稳定和经济节约的特点,适用于造纸废水深度处理的工程化应用。     

高吸附活性半焦的制备及其在工业有机废水处理方面的应用

分别采用酸、碱、盐和过氧化物对鄂尔多斯原料半焦进行浸渍活化改性制备高吸附活性半焦,再用活化后的半焦对工业有机废水进行静态吸附实验,考察活化溶液种类、活化温度、活化时间、吸附温度、吸附时间和吸附pH值等对半焦吸附废水化学需氧量(COD)脱除率的影响,得到活性半焦吸附处理工业有机废水COD的最佳工艺条件:温度35 ℃,活性半焦投加量500 g·L^-1,在保持工业有机废水原pH值(6.88)条件下静态吸附3 h。在最佳工艺条件下,活性半焦对工业有机废水的COD去除率达88.9%,比原料半焦提高24.7%。对活性半焦吸附工业有机废水的动力学行为进行拟合,结果表明,准二级动力学模型可以很好地描述该吸附过程。通过SEM、BET测试和表征得出活性半焦表面微观结构与孔分布,发现质量分数10%的HNO₃溶液对半焦表面有很好的刻蚀与扩孔作用。     

OMS-2催化剂成型工艺研究及其在印染废水处理中的应用

以OMS-2粉体催化剂为基础,对催化剂进行挤出成型,考察粘结剂种类、粘结剂用量、润滑剂和孔结构改进剂用量、焙烧温度对成型催化剂机械强度的影响。得到最佳成型工艺条件为,粘结剂硅溶胶用量为OMS-2粉体催化剂质量的105%～110%、辅助粘结剂纳米ZrO_2用量为OMS-2粉体催化剂质量的30%～35%、润滑剂田菁粉用量为OMS-2粉体催化剂质量的2. 5%～3. 0%、孔结构改进剂柠檬酸用量为OMS-2粉体催化剂质量的5%～6%,焙烧温度450℃。成型后催化剂机械强度可达150 N·cm~(-1),满足工业化应用对催化剂强度的要求。将成型催化剂应用于催化湿式氧化印染废水处理,经过432 h活性评价时间,COD平均去除率约91. 6%,反应结束后催化剂结构完整,平均机械强度约144 N·cm~(-1),表现出良好的水热稳定性。     

高效催化电芬顿法处理老龄垃圾渗滤液

开发了一种处理垃圾渗滤液的新型催化剂。将纳米Fe3O4@MOF作为催化剂应用于垃圾渗滤液的电芬顿处理,考察了Fe₃O₄@MOF投加量、渗滤液初始p H、H₂O₂投加量等因素对COD去除效果的影响。结果表明,当Fe₃O₄@MOF投加量为0.75 g/L,反应120 min后,COD的去除率达到70.8%,色度的去除率达到了94.25%。GC-MS和三维荧光结果显示,渗滤液中大分子有机物及富里酸和腐殖酸类物质得到了很好的降解转化,可生化性得到了提升。说明Fe3O4@MOF是一种高效的电芬顿催化剂。     

H2O2强化光催化处理苯胺化工废水的应用试验

研究者在苯胺模拟废水高级氧化处理方面开展了很多研究，但针对炼化企业苯胺装置废水含盐高、色度高、COD降解难等问题尚未开展工程应用。为解决苯胺生产废水的实际问题，本研究开展了TiO₂/UV-H₂O₂氧化降解苯胺废水（1~2m³/h）的现场试验研究。考察了苯胺废水在单独TiO₂/UV、单独H₂O₂氧化及TiO₂/UV-H₂O₂协同作用下的处理效果，提出了苯胺废水的最佳处理工艺方案，并进行了成本核算。结果表明，单独TiO₂/UV和单独H₂O₂氧化对苯胺废水的脱色率和COD去除率偏低，而TiO₂/UV-H₂O₂协同作用时苯胺废水脱色率和COD去除率可达95%以上。协同氧化体系中，H₂O₂的氧化降解作用显著，H₂O₂投加量1%~2%；酸性条件利于苯胺废水的降解，特别是pH=3.8~4.2时；TiO₂/UV和H₂O₂协同作用一段时间后，停止UV而凭借残余H₂O₂可以将体系中的中间产物继续降解直至矿化成CO₂。TiO₂/UV- H₂O₂协同处理炼化企业苯胺生产废水，出水COD≤60mg/L，色度≤20倍，单位能耗约18.44kW·h/m³，明显低于文献报道值，具有显著的技术性与经济性。     

基于FeZSM-5催化剂的类Fenton体系氧化降解日落黄FCF研究

采用等体积浸渍法制备FeZSM-5作为异相类Fenton氧化催化剂,使用XRD、FT-IR对FeZSM-5进行表征,探究反应温度、初始pH值、H_2O_2初始浓度、催化剂用量以及铁负载量对FeZSM-5催化H_2O_2氧化降解日落黄FCF脱色的影响,考察催化剂循环使用性能。结果表明,铁以Fe_2O_3形态存在于分子筛孔道内; FeZSM-5催化剂活性受反应温度影响较大,在最适宜条件下,铁负载质量分数为3.5%的FeZSM-5催化剂在FeZSM-5/H_2O_2类Fenton氧化反应体系中对日落黄FCF模拟废水脱色率达97.0%,且循环使用性能较好。     

内循环式铁碳微电解/H2O2耦合工艺处理多晶硅有机废水

针对铁碳微电解反应中填料易板结及处理效率低等问题,通过增加内循环装置改进反应器结构,同时将铁碳微电解与H₂O₂进行工艺耦合,用于处理多晶硅有机废水,考察了Fe-C投加量、初始pH值、H₂O₂投加量、反应时间等工艺条件对COD去除率的影响,并通过响应面法优化了工艺条件。结果表明,各工艺条件对多晶硅有机废水COD去除效果的影响大小为：铁碳投加量>反应时间>H₂O₂投加量>初始pH值,其最适宜工艺条件为：铁碳投加量250 g·L^-1,初始pH值2.8,H₂O₂投加量112 mL·L^-1,反应时间83 min,该反应条件下COD的去除率为71.26%。铁碳/H₂O₂降解多晶硅有机废水COD的动力学回归方程为Y=0.5273X-0.6347,降解COD的速率常数为0.527 3 min^-1。     

La0.8Ce0.2Fe0.9Ru0.1O3/TiO2催化湿式氧化降解草甘膦废水

草甘膦是种广谱除草剂,草甘膦废水产量大、可生化性差。以钙钛矿型La_0.8Ce_0.2Fe_0.9Ru_0.1O₃/TiO₂为催化剂,采用湿式氧化(WAO)和催化湿式氧化(CWAO)法对草甘膦废水进行高效降解,并对草甘膦降解机制进行研究。应用XRD和XRF对催化剂进行表征,结果表明,合成的催化剂具有钙钛矿结构,但由于Ru原子半径太大可能没有完全进入钙钛矿骨架,导致CWAO反应后有微量Ru溶出。考察反应温度对草甘膦降解的影响,并对反应过程中C、N、P产物的选择性进行分析,结果表明,提高反应温度和加入催化剂有利于提高草甘膦转化率及对CO₂和P^3-₄的选择性,但反应温度过高不利于生成N₂,因为高温下NH₃-N更容易被氧化成N^-₂和N^-₃。在实验条件下,合适的反应温度为200 ℃,反应180 min草甘膦转化率大于95%,同时对CO₂和N₂有较高的选择性,分别为54.59%和19.40%。应用计算量子化学计算草甘膦分子的净电荷分布,结果表明,WAO和CWAO中草甘膦反应的断键部位为C—C键、C—P键和C—N键,而后中间产物再进一步被氧化为CO₂、N₂、 N^-₂、N^-₃、P^3-₄等。     

电Fenton法处理染料废水的研究

采用电Fenton法预处理染料废水,对影响COD及色度去除率的各种因素,包括内电解反应的初始pH值、铁的投加量、铁炭投加比,Fenton试剂氧化处理过程中初始pH值、H2O2的投加量及投加方式、反应时间等进行了研究。结果表明,内电解反应的最佳条件为：pH值为3．0,铁的投加量为25g/L,Fe／C为1：1．3;Fenton试剂氧化处理染料废水的最佳条件为：H2O2投加量为30mmol／L,pH值为内电解出水pH值（4．0左右）,反应时间为50min。COD去除率可达58％,色度去除率可达95％以上,B／C的值也由原来的0．08提高到0．36左右。     

硅藻土负载纳米TiO2光催化剂处理腈纶废水中COD的研究

以纳米二氧化钛和硅藻土为原材料,采用溶胶-凝胶法制备了硅藻土负载纳米TiO2复合光催化剂处理腈纶废水,考察了催化剂用量、废水初始pH、废水初始浓度等对腈纶废水COD去除率的影响。结果表明,所制备的硅藻土负载纳米TiO2复合光催化剂具有较好的光降解性,在反应时间为6 h,投加量为4 g/L,pH为6,稀释倍数为2倍的条件下,COD去除率达到38.71%。     

LaCoO_3钙钛矿型催化剂非均相Fenton处理兰炭废水

以苯甲醇为溶剂,采用水热法制备LaCoO_3钙钛矿型催化剂,研究LaCoO_3钙钛矿型催化剂非均相Fenton处理兰炭废水的最佳工艺条件及催化机理。结果表明,在过氧化氢用量3 m L、LaCoO_3钙钛矿型催化剂用量0.2 g、pH=4和反应温度25℃条件下,LaCoO_3钙钛矿型催化剂非均相Fenton处理兰炭废水的COD去除率达到72.7%,通过自由基捕获剂叔丁醇的加入及一级动力学模型研究非均相Fenton过程机理。