污水出水有机物对臭氧氧化舒必利的影响

臭氧氧化可以有效去除诸如药物及个人护理品(PPCPs)等新兴有机污染物, 但去除效果受污水出水水质波动的影响。本研究选择了腐殖酸(HA)、牛血清蛋白(BSA)和海藻酸钠(AGS)3种典型有机物作为模型污水出水有机物(EfOM), 从降解速率和矿化程度两方面出发, 考察了EfOM对臭氧氧化去除一种常用抗精神病药物残留舒必利(SP)的影响。结果表明, 臭氧氧化能有效降低水溶液中SP的浓度, 在各反应条件下, 反应8min后去除率均可达85%以上。然而, 在研究条件下, 臭氧氧化对SP的矿化效果不佳, 反应25min后的TOC去除率小于10%。加入HA和BSA后, SP的臭氧氧化反应受到抑制, 随着HA和BSA浓度的增加, 臭氧氧化SP的反应速率逐渐降低, 反应溶液的矿化程度有所提高;而浓度为0~3.0mg/(L TOC)的AGS对臭氧氧化SP的影响较小。     

乙酸在超临界水中氧化分解的动力学研究

乙酸被认为是含碳氢有机物在超临界水中氧化降解的中间产物,甚至是关键的反应速率控制产物.今对影响超临界水中乙酸氧化降解的因素进行了实验研究,用总有机碳(TOC)含量来表示浓度,用幂指数方程来描述反应速率, 通过多参数曲线拟合, 求得了动力学参数; 反应活化能为144.8kJ@mol-1, 潜力因子为5.09×1010,对乙酸TOC浓度的反应级数为1.28, 对氧为0.4.结果表明超临界水氧化法可以有效地去除水中的乙酸,去除率最高可达99%以上.在实验的条件范围, 氧气过量倍数和温度越高, 乙酸水溶液质量流量越小, 乙酸的降解率也越高.求得的动力学方程能较好地预测实际结果.     

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。     

UV强化微气泡臭氧化处理酸性大红3R废水研究

将微气泡臭氧化技术与UV照射相结合强化处理酸性大红3R废水,分析了UV强化微气泡臭氧化过程中的臭氧气液传质、酸性大红3R废水脱色和TOC去除效果。结果表明,UV强化微气泡的臭氧传质系数和分解系数分别为单独微气泡臭氧时的1.6、1.2倍。UV强化微气泡臭氧处理酸性大红3R废水的脱色速率常数为0.185 min~(-1),为单独微气泡臭氧处理的1.2倍。TOC去除反应速率常数为0.0255 min~(-1),为单独微气泡臭氧的1.6倍;TOC去除臭氧反应效率为0.1868 mg/mg,为单独微气泡臭氧的1.3倍。     

臭氧法降解水中4-氟苯酚动力学研究

采用臭氧法降解4-氟苯酚模拟废水,研究4-氟苯酚降解影响因素和动力学。考察了反应液初始p H、反应物初始浓度、臭氧投量对臭氧氧化4-氟苯酚反应速率的影响。结果表明,4-氟苯酚初始浓度1 mmol/L,p H 10.0,常温常压下反应120 min后,4-氟苯酚总模拟废水的有机碳去除率为56.77%。采用幂指数方程描述反应动力学,4-氟苯酚模拟废水在臭氧氧化下的TOC去除符合表观一级动力学,并得到不同条件下的表观反应速率常数。     

Fenton法对有机物降解的定量构效关系

以偶氮苯、蒽醌、2-氯苯酚、皂黄、苯磺酸、硝基苯、邻硝基苯胺、对氨基苯磺酸、对二甲氨基苯甲醛、甲基红、2,4-二硝基苯肼、间甲酚紫等12种不同结构的有机化合物为研究对象,得到Fenton法处理条件下有机物以色度为表征的降解率,即色度去除率,初步分析了有机物以色度为表征的降解速率常数与有机物结构的关系。随后运用化学软件Gaussian09软件的密度泛函理论B3LYP／6—311g（d,p）方法计算得出12种有机化合物的9个量子化学结构参数,对有机物以色度为表征的降解速率常数与结构参数之间的关系进行分析,结果表明有机物的偶极距队结构体系内C原子NBO电荷最小值口。一、最低未占有轨道能Eu一三个量子化学参数与其有机物以色度为表征的降解速率常数显著相关,据此可为开展Fenton法降解有机物构效关系的定量建模研究奠定理论基础。     

UV/O3工艺去除甲基叔丁基醚过程中BrO3-的产生与控制

引言臭氧用于饮用水处理已有悠久的历史,可有效去除色度和浊度,除异味,降解有机污染物和提高可生物降解性能。由于臭氧在紫外的激发下产生氧化能力更强的羟基自由基(·OH),该氧化剂与许多物质的反应速率常数在108～1010之间,因此,臭氧与紫外的联合作用能够迅速降解多种持久性有机物。面对水源地中出现的种类繁多的持久性有机物,UV/O3工艺受到了越来越多的关注。     

过氧化氢增强紫外光催化臭氧降解水中偏二甲肼的动力学研究

利用过氧化氢-臭氧-紫外(H_2O_2-UV-O_3)氧化体系降解偏二甲肼(UDMH)的模拟废水,采用竞争动力学法,以硝基苯(NB)为参比有机物,获得了偏二甲肼与臭氧(O_3)和羟基自由基(·OH)的反应速率常数。     

单过硫酸氢钾复合粉降解水中甲氧苄啶的效能与机理

采用单过硫酸氢钾复合粉(Oxone)作为氧化剂,对甲氧苄啶(TMP)进行氧化降解试验。研究了Oxone去除TMP的降解机制和主要作用的活性物种,考察了Oxone浓度、pH值、温度对TMP降解效果的影响,并对降解反应过程中的消毒副产物进行测定。试验结果表明,Oxone溶于水后,PMS与Cl~-发生非自由基反应生成活性氯(Cl_2和HOCl),活性氯作为主要活性物种降解TMP。降解过程符合拟一级反应动力学模型,反应动力学常数为9.15×10~(-2)min~(-1)(R~20.99);随着Oxone的投加量增加,反应速率常数k_(obs)增大;初始pH值在5.1~9.2,随着pH增大,TMP的去除率先减小后增大,中性条件下去除率较小,但仍可达62.4%;温度在15~55℃,温度越高,反应速率常数越大。根据阿伦尼乌斯方程,得到TMP的反应活化能E_a为34.12 kJ/mol;Oxone降解TMP过程中产生的DBPs主要是CHCl_3,反应开始时的生成量最高并随着时间逐渐减小。     

臭氧氧化反应动力学研究进展

介绍了近年来国内外臭氧氧化动力学的研究结果,从臭氧分子直接氧化和自由基间接氧化两种反应途径分析了O_3和?OH与有机物的反应速率常数影响。讨论了臭氧分子结构、性质和O_3和?OH反应速率常数测定方法及比较、催化剂在臭氧氧化过程中的作用机理。并提出速率控制步骤的确定以及催化剂性质与有机污染物的化学结构之间的关系还需要进一步的研究。     

臭氧联合混凝去除长江源水中有机污染物的小试研究

以长江重庆段水质为研究对象,考察臭氧对混凝去除水中有机污染物的影响。结果表明,臭氧预氧化后,TOC、UV254的去除率分别为2.5%、11.0%,说明臭氧可以部分彻底氧化去除水中有机物,预氧化后有机物的结构改变比较明显;相比于单独混凝,臭氧联合混凝使TOC和UV254的去除率分别提高了4.9～5.3和12.1～14.2个百分点,臭氧预氧化可以强化混凝对TOC和UV254的去除;臭氧预氧后各个分子段有机物的分布改变比较明显,相对分子质量大于3×103的有机物明显减少,相对分子质量小于3×103的有机物明显增加。相比于单独混凝,臭氧联合混凝主要提高了相对分子质量大于3×103的有机物去除率,降低了相对分子质量小于3×103有机物的去除率。     

氯离子活化过一硫酸钾降解水中甲氧苄啶

以水中典型药物及个人护理品甲氧苄啶(TMP)为目标污染物,研究了氯离子活化过一硫酸钾(PMS)氧化降解TMP的效能和机理;对比了氯氧化工艺和Cl~–活化PMS对TMP的去除效能;考察了底物初始浓度、NH_4~+、NO_3~–、CO_3~(2–)、HCO_3~–、温度和腐植酸对TMP降解的影响。研究表明,TMP降解过程符合拟一级反应动力学模型,反应动力学常数为0.0296min–1(R~20.97);随着TMP初始浓度的增加,反应速率常数kobs减小;氯氧化工艺和Cl~–活化PMS对TMP的去除率相近,但Cl~-活化PMS降解TMP的反应速率较慢。NH_4~+的存在会抑制降解反应,并且氯氧化工艺对NH_4~+更敏感;NO_3-对降解反应无影响;CO_3~(2–)和HCO_3~–的会抑制降解反应,CO_3~(2–)浓度越大,抑制作用越强。HCO_3-浓度越大,抑制作用越弱;温度越高,反应速率常数越大。根据阿伦尼乌斯方程,得到TMP的反应活化能E_a为66.97kJ/mol;溶液中腐植酸浓度越大,TMP的去除率越小。     

腐殖酸协同Mn2+催化臭氧氧化降解五氯苯酚

研究了向Mn2+催化臭氧氧化体系中添加少量腐殖酸对PCP去除效率的影响。结果表明:腐殖酸与Mn2+在催化臭氧氧化降解PCP过程中存在着明显的协同效应。在ρ(PCP)=30 mg/L,n(HA)∶n(PCP)值为3.18的条件下,氧化反应30 min,PCP去除率高达98.63%。分别向Mn(Ⅱ)/O3+HA、Mn(Ⅱ)/O3、O3+HA及单独臭氧氧化体系中加入.OH自由基抑制剂叔丁醇后,各个氧化体系中PCP的降解效率均受到了不同程度的抑制。实验结果表明,Mn(Ⅱ)/O3+HA氧化降解PCP以自由基的氧化为主,其拟一级反应表观速率常数为0.133 min-1,分别是Mn(Ⅱ)/O3及单独臭氧氧化体系的1.87、8.31倍。     

臭氧氧化双酚A的性能及机理

采用臭氧氧化法在动态条件下降解双酚A,考察了臭氧浓度、水样进水流速、pH、双酚A初始浓度及温度对氧化降解双酚A效果的影响,探究了臭氧氧化双酚A的反应机理。结果表明,臭氧对溶于水中的双酚A具有良好的去除效果,在反应条件(臭氧浓度11.04 mg/L、水样进水流速2 mL/min、原水pH=6.83、双酚A初始浓度10 mg/L、温度40℃)下,去除率达86.12%。增加臭氧浓度或适当升高温度可增加臭氧氧化双酚A去除率。pH和进水流速的提高会降低双酚A去除率。偏酸性条件下,臭氧降解双酚A的效果更好。臭氧氧化双酚A反应活化能较低,属于快速反应。臭氧浓度不变,增加双酚A初始浓度会使其去除率减小。臭氧氧化双酚A以臭氧直接氧化为主,同时也存在羟基自由基间接氧化。     

臭氧氧化法处理密闭式清洁站垃圾沥滤液试验研究

以密闭式清洁站产生的垃圾渗滤液为对象,控制反应体系条件为:酸性(pH<4),室温,研究臭氧氧化反应时间、曝气方式、曝气流量与有机物去除率之间的关系。研究结果表明,臭氧氧化试验反应前2 h,反应速率较快,对COD、NH3-N、BOD5的去除率分别达到52.8%、46.8%、55.8%,此后臭氧氧化速率降低,去除率变化不大;当曝气流量提升到2 L/min以后,有机物的去除效率变化不明显;一定的曝气量下,曝气方式对有机物的去除几乎无影响。经过臭氧氧化反应后,渗滤液浓度依旧较高,因此臭氧氧化须与其它处理技术相结合,才能满足出水水质的要求。     

臭氧氧化法处理硝基苯废水实验研究

采用臭氧氧化法处理硝基苯溶液,考察了反应时间、硝基苯浓度、溶液pH、臭氧流量等因素对硝基苯降解率的影响。研究结果表明：初始浓度200 mg/L时,pH 9.5、臭氧流量为300 mg/h,经30 min后硝基苯去除率达到95.3%以上。硝基苯降解反应符合一级反应动力学。TOC降解速率低于硝基苯分子降解速率,反应30 min后,TOC去除率比硝基苯去除率低45%左右,表明伴随着硝基苯的分解,由？OH或臭氧和硝基苯分子作用生成一系列中间产物。     

Fenton及臭氧氧化法处理苯胺污染地下水的对比

针对苯胺污染地下水的异位修复问题,采用Fenton及臭氧氧化法进行处理,以TOC和苯胺的去除率为指标,分别对其工艺参数进行了优化,并对比分析了降解途径、去除效率和经济成本。结果表明,Fenton氧化去除苯胺的最佳工艺条件:当初始pH值为3.0、H_2O_2投加量为300 mmol/L、Fe~(2+)和H_2O_2的摩尔比为1∶3时,苯胺的去除率可以达到91.07%;臭氧氧化法的最佳工艺条件:当初始pH值为9、曝气速率为1 L/min、臭氧的投加量为360 mg/L、进气中臭氧的浓度为60 mg/L时,苯胺的去除率可以达到99.15%。成本核算表明,臭氧比Fenton反应具有更好的经济效益。降解途径分析表明,Fenton反应及碱性条件下臭氧反应过程中,硝基苯为苯胺氧化过程中的主要中间产物。     

臭氧氧化法处理含硫石油废水的实验研究

利用臭氧氧化法处理含硫石油废水,考察了n(O3)∶n(S2-)、温度对废水中S2-去除效果的影响。实验结果表明,臭氧氧化法可以有效去除废水中的S2-。臭氧氧化包括快速氧化和慢速氧化两个阶段。提高反应温度,有利于S2-的去除,但在较高n(O3)∶n(S2-)下,快速氧化阶段硫化物的去除速率受温度的影响并不明显。     

臭氧氧化处理苯胺废水

采用臭氧氧化法处理苯胺溶液，考察了反应时间、苯胺浓度、溶液pH、臭氧流量等因素对苯胺降解率的影响。研究结果表明：初始浓度200mg／L时，pH值9．0、臭氧流量为300mg／h，经10min后苯胺去除率达到99％以上。苯胺降解反应符合一级反应动力学。TOC降解速率低于苯胺分子降解速率，反应30min后，TOC去除率比苯胺去除率低40％左右，表明伴随着苯胺的分解，生成一系列中间产物。     

次氯酸钠氧化消除水中双氯芬酸的动力学及影响因素

探索氯消毒剂氧化去除污水处理厂中药物与个人护理品(PPCPs)的可行性,以水体中被频繁检出的双氯芬酸(DCF)为目标污染物,以NaClO为消毒剂,考察DCF在氯化消毒过程中的反应动力学以及水体中氮素、有机物对DCF去除效果的影响规律。结果表明,NaClO氧化降解DCF过程符合2级动力学;p H5时氧化反应速率显著增高;温度对该氧化反应的影响明显且符合Van't Hoff规律,k_(app)随着温度的升高而增大。反应体系中的无机盐离子NO_2-、NH_4+以及有机物HA、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Tween-80,会抑制DCF氯氧化降解,抑制效果随含量升高而加强。可为氯消毒工艺处理含PPCPs尤其是非甾体抗炎药物的生活污水提供科学基础。