超声波/零价铁协同降解硝基苯的机理

采用正交试验考察初始pH值、铁屑投加量及超声波功率对超声波协同零价铁降解硝基苯的影响大小及确定最佳反应条件,并探讨了降解过程的动力学规律.结果表明,降解率随铁屑投加量及超声波功率的增加而增大,随初始pH值的增加而变化不大.超声波与零价铁联用降解硝基苯具有明显的协同作用,协同因子为4.96,且降解过程符合拟一级反应动力学...     

超声波辐照下零价铁处理硝基氯苯废水的研究

研究了对硝基氯苯及其生产废水在不同体系下的降解。结果表明,超声波和零价铁都可使对硝基氯苯得到降解。二者共同作用对对硝基氯苯的降解效果最好,零价铁次之,超声波单独作用效果最差。在超声与零价铁共同作用体系中,以硝基氯苯废水的CODCr去除率为主要指标,各因素的影响大小次序为:超声功率、铁屑加入量、反应时间、进水pH值。利用超声波和零价铁体系处理硝基氯苯生产废水,在实验条件下,CODCr去除率达81%,色度去除率为91.7%,同时,废水的BOD5与CODCr的质量比从0.06提高到0.34。     

超声波/零价铁联合降解1,2,4-三氯苯特性研究

研究了1,2,4-三氯苯(TCB)在超声波/零价铁联合体系中的降解,拟一级动力学能很好的拟合降解过程,协同体系中TCB-级降解速率常数(KUS/Fe0)为0.0459 min-1,约为同等条件下零价铁体系所得k<,US>的三倍,且大于L<,Fe0>与KUS之和,说明两者之间存在协同效应;考察了零价铁(Fe0)投加量、初始pH、初始TCB浓度(C0)、超声功率、溶液离子强度等控制参数对TCB降解速率的影响,结果表明,其拟一级速率常数分别在Fe0投加量6g·L1及初始pH 8.1时达最大值,随着离子强度、超声功率的增大而增大,随着C0的增大而减小.     

超声空化助零价铁降解TNT炸药废水的研究

为了降解TNT废水,研究了还原铁屑的用量、pH值、反应时间对超声空化助零价铁降解TNT废水效果的影响。超声空化助零价铁对TNT废水有较好的降解作用,在40 kHz超声频率辐照下,TNT废水初始浓度为150 mg/L、pH为7、还原铁屑用量为3 g、光反应时间为40 min时,TNT去除率达到93.2%,CODCr去除率为79.1%。     

超声波强化零价铁/过硫酸钠体系降解1,2-二氯苯

采用超声波强化零价铁/过硫酸钠体系(UV/Fe(0)/SPS)降解水中的1,2-二氯苯,考察了初始pH值、零价铁投加量、过硫酸盐投加量、超声波功率等对1,2-二氯苯降解的影响。实验结果表明,1,2-二氯苯降解的最佳实验条件为初始pH值为5,零价铁投加量为150mg·L~(-1),过硫酸盐投加量为200mg·L~(-1),1,2-二氯苯的去除率达到了91.1%。不同体系的对比实验显示,Fe(0)/US/SPS体系的1,2-二氯苯去除率显著高于Fe(0)/US、US/SPS与Fe(0)/SPS体系,超声波对Fe(0)/SPS体系有协同作用,可显著提升1,2-二氯苯的去除率。     

超声波/零价铁协同降解2,4-二氯苯酚和五氯苯酚的研究

以2,4-二氯苯酚和五氯苯酚为目标污染物,分别在单一超声波体系、单一零价铁还原体系和超声波/零价铁协同体系下进行间歇性试验,结果表明:超声波/零价铁协同体系对2,4二氯苯酚和五氯苯酚的降解率明显高于单一超声波体系或单一零价铁体系下的降解率,也高于两单一体系下的降解率之和,表现出显著的协同作用,各反应体系下的降解规律符合一级反应动力学方程;同时考察了初始pH、初始浓度、零价铁投加量以及超声波声功率等控制参数对协同体系下降解率的影响。     

零价铁去除水中Cu(Ⅱ)的研究

重金属污染是我国河道中普遍关注的环境问题。本文以石井河为对象,采用批实验和柱实验模拟铁屑和铁粉两种零价铁去除水中Cu(Ⅱ)。XRD和XPS表征结果表明:铁屑和铁粉具有核壳结构,核为Fe(110)型Fe⁰,反应前壳为以Fe(Ⅱ)为主的铁氧化物。反应过程中,Cu(Ⅱ)主要被还原并固定在零价铁颗粒表面,Fe⁰不断氧化生成Fe₃O₄。批实验表明,两种零价铁都能较快速地去除水中的Cu(Ⅱ)。零价铁去除Cu(Ⅱ)符合准一级动力学方程,去除率和反应速率k_obs随着铁屑或铁粉投加量的增加而上升,随着Cu(Ⅱ)初始浓度的增加而降低。当Cu(Ⅱ)初始浓度为45mg/L、零价铁投加量为10g/L时,3h之后铁粉对Cu(Ⅱ)去除率几乎达到100%,而铁屑的去除率为75%,其表观反应速率k_obs分别为1.07h^-1和0.59h^-1。柱实验结果表明,铁屑和铁粉对Cu(Ⅱ)具有较高的去除容量,分别为75.67mg/g和78.60mg/g,铁粉对Cu(Ⅱ)的处理效果略优于铁屑。     

氯苯类有机物在超声波/零价铁体系中降解特性的研究

以氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯、1,2,4-三氯苯等氯苯类化合物(CBs)为目标污染物,研究了CBs在超声波/零价铁联合体系中(US/Fe0)的降解特性。结果表明,用超声波协同零价铁降解氯苯类有机物具有很好的去除效果,在同一条件下,降解速率常数依次为:K1,2,4-TCB>Ko-DCB>Km-DCB>Kp-DCB>KCB,即苯环上的氯取代基越多,降解越容易,氯苯类有机物的反应属于准一级反应。     

离子液体中铁粉活化过硫酸钠降解对氯苯酚

通过零价铁活化过硫酸钠产生强氧化性的硫酸根自由基,氧化降解4-CP,考察了各因素对4-CP降解率的影响。结果表明,零价铁/过硫酸钠工艺能有效的降解4-CP;零价铁的最佳投加量为1 g/L;零价铁与过硫酸钠摩尔比为1∶2时,4-CP的降解率最高;4-CP降解过程符合一阶动力学规律。     

超声降解染料废水研究进展

本文介绍了超声降解的机理、影响因素以及在研究染料降解中取得的成果,主要包括超声波与臭氧、光降解、Fenton试剂、生物法、磁化学、零价铁及电化学氧化技术的联用,并对超声处理染料废水技术的发展趋势提出了见解。     

The improvement of boron-doped diamond anode system in electrochemical degradation of p-nitrophenol by zero-valent iron

Boron-doped diamond (BDD) electrodes are promising anode materials in electrochemical treatment of wastewaters containing bio-refractory organic compounds due to their strong oxidation capability and remarkable corrosion stability. In order to further improve the performance of BDD anode system, electrochemical degradation of p-nitrophenol were initially investigated at the BDD anode in the presence of zero-valent iron (ZVI). The results showed that under acidic condition, the performance of BDD anode system containing zero-valent iron (BDD-ZVI system) could be improved with the joint actions of electrochemical oxidation at the BDD anode (39.1%), Fenton's reaction (28.5%), oxidation–reduction at zero-valent iron (17.8%) and coagulation of iron hydroxides (14.6%). Moreover, it was found that under alkaline condition the performance of BDD-ZVI system was significantly enhanced, mainly due to the accelerated release of Fe(II) ions from ZVI and the enhanced oxidation of Fe(II) ions. The dissolved oxygen concentration was significantly reduced by reduction at the cathode, and consequently zero-valent iron corroded to Fe(II) ions in anaerobic highly alkaline environments. Furthermore, the oxidation of released Fe(II) ions to Fe(III) ions and high-valent iron species (e.g., FeO²⁺, FeO₄²⁻) was enhanced by direct electrochemical oxidation at BDD anode.     

Dechlorination of Chlorinated Aliphatic Compounds by Micro-scale Al-Zn-Mg/Fe Powders as Advanced Zero-valent Iron

Micro-scale Al-Zn-Mg/Fe composite powders (MAF) with high reactivity and good storage properties were prepared by reducing iron onto the surface of Al-Zn-Mg alloy powders. Experimental results show that MAF as advanced zero-valent iron are highly effective for degradation of chlorinated organic compounds. The efficiency of degradation for carbon tetrachloride and perchloroethylene is higher than 99% within a period of 2 h. The efficiency of degradation for trichloroethylene by MAF after storing for one month is equivalent to that by freshly prepared nano-size zero-valent iron particles.     

Al-Zn-Mg／Fe复合粉体降解水体中氯代有机物污染的研究

Micro-scale Al-Zn-Mg/Fe composite powders (MAF) with high reactivity and good storage properties were prepared by reducing iron onto the surface of AI-Zn-Mg alloy powders. Experimental results show that MAF as advanced zero-valent iron are highly effective for degradation of chlorinated organic compounds. The efficiency of degradation for carbon tetrachloride and perchloroethylene is higher than 99% within a period of 2 h. The efficiency of degradation for trichloroethylene by MAF after storing for one month is equivalent to that by freshly prepared nano-size zero-valent iron particles.     

Fe~0/Electro-Fenton对邻苯二甲酸二甲酯的降解研究

以纳米零价铁（Fe0）为铁源的Electro-Fenton（Fe0/E-Fenton）对邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的降解进行了研究。与Fe2＋/E-Fenton体系相比较,Fe0/E-Fenton对DMP的降解效果更好。Fe0/E-Fenton对DMP的降解过程中,相对稳定的溶液pH值和充足的Fe2＋量有利于E-Fenton试剂对DMP的降解反应。同时考察了Fe0/E-Fenton反应的初始pH值和纳米Fe0投加量对DMP降解的影响。研究结果表明,当DMP的初始浓度为50 mg.L-1时,溶液的最佳pH值和Fe0的投加量分别为3.0、60 mg.L-1,且DMP溶液在90 min内可以达到完全降解,降解速率符合准一级动力学方程：ln（C0/C）=0.056t-0.072,R=0.996,降解速率常数为0.056 min-1。     

铁炭活化过硫酸盐降解碱性高浓度有机废液

采用零价铁与活性炭协同活化过硫酸盐处理碱性高浓度电镀槽有机废液。在原水COD≥10000 mg/L,pH为碱性的条件下,考察了过硫酸钠、零价铁与活性炭投加量以及反应时间、初始pH等因素对COD去除效果的影响,并通过正交实验确定了降解最优条件。结果表明:在过硫酸钠投加量为22 g/L,零价铁投加量为4.8 g/L,活性炭投加量为1.2 g/L,初始pH为11,反应时间为3 h的最优条件下,COD去除率达86.40%,TOC、TP去除率分别为66.95%、96.50%。对COD的降解过程符合一级反应动力学方程。     

热活化过硫酸盐降解水中卡马西平

以典型抗癫痫药物卡马西平为目标污染物, 研究热活化过硫酸盐(thermally activated persulfate, TAP)技术对其的降解效果。此外, 还考察了过硫酸盐初始浓度、温度和零价铁投加量等对降解效果的影响。结果表明, 随着过硫酸盐初始浓度的增加, 降解速率常数提高, 不同温度下卡马西平降解速率常数与过硫酸盐初始浓度表现出良好的线性关系。提高系统温度能够提高卡马西平的降解速率。TAP氧化卡马西平符合拟一级动力学, 反应活化能E_a为(120.4±2.6)kJ·mol^-1。在TAP系统中加入少量零价铁能够显著地提高卡马西平的降解速率和矿化度。当温度为60℃时, 零价铁的最佳投加量为0.05 g·L^-1。硫酸自由基易于对卡马西平分子结构中氮杂卓环的烯烃双键进行攻击, 主要生成羟基化卡马西平、环氧卡马西平、吡啶类醛和酮等中间产物。     

Ni-Fe双金属对氯代苯酚催化还原脱氯的试验

分别采用Ni-Fe双金属体系和单一零价铁对氯代有机物2,4-二氯苯酚、2-氯苯酚和4-氯苯酚进行了催化还原脱氯的研究。结果表明:单一零价铁能够对氯代苯酚还原脱氯,但效率不高,通常在10%～25%。在镍的催化作用下,零价铁对氯代苯酚的还原脱氯效率大大提高。当零价铁加入量为60 g/L,硫酸镍为0.6 g/L,初始氯代苯酚的质量浓度在25 mg/L左右,反应初始pH值控制在偏酸性的条件下,还原脱氯效率可达到70%以上。氯代苯酚降解的准一级速率常数和降解率满足以下规律:4-氯苯酚大于2-氯苯酚大于2,4-二氯苯酚。