Fe(Ⅱ)(EDTA)/O3工艺处理含聚废水实验

采用Fe(Ⅱ)(EDTA)/O₃工艺处理含聚废水,研究EDTA浓度、Fe²⁺浓度、水力停留时间（HTR）、初始pH对聚丙烯酰胺（PAM）去除率和COD降解效能的影响,探讨了Fe(Ⅱ)络合催化臭氧反应动力学特征及其机理。结果表明：当EDTA浓度为0.050mmol/L、Fe²⁺浓度为0.050mmol/L和HRT为120min时,PAM去除率为75%;增加水样初始pH有利于提高PAM去除率,同时水样pH随HRT增加缓慢下降;废水COD值在HRT为30min内逐渐增至最大,随后逐渐减小并达到稳定。Fe(II)(EDTA)/O₃工艺处理含聚废水的反应符合二级动力学反应,初始PAM质量浓度在50~100mg/L范围内,二级反应速率常数为2.35×10^-4~3.35×10^-4L/(mg·min)。     

不同物相TiO2对H2O2/O3氧化效能的影响

研究了不同物相TiO₂对H₂O₂/O₃氧化效能的影响,目标有机物为羟基自由基探针化合物乙酸。结果表明,在初始pH为7.0和10.0时,加入TiO₂反而降低了H₂O₂/O₃的氧化效率,其中锐钛矿TiO₂比金红石TiO₂的减弱作用更为明显。当初始pH为3.0时,金红石TiO₂能显著提高H₂O₂/O₃的氧化效率,但锐钛矿TiO₂影响不明显。机理分析表明,H₂O₂浓度及其衰减速率与乙酸的去除效率有很大的相关性。在pH为7.0和10.0时,两种物相TiO₂均能加快H₂O₂的分解,其中锐钛矿TiO₂作用更为显著。此条件下HO₂^-能有效引发臭氧分解产生羟基自由基,故H₂O₂过快分解反而降低了乙酸的去除效果。在pH为3.0时,H₂O₂去质子化反应困难,故O₃/H₂O₂氧化效率极低,H₂O₂浓度也几乎不变。加入TiO₂能明显提高H₂O₂的分解速率,相比金红石TiO₂,锐钛矿TiO₂使H₂O₂在5 min内基本分解完毕,但其对H₂O₂/O₃氧化效率几乎没有影响。饱和臭氧水分解速度的批处理实验也有相似的结果。由此可见,合适引发剂浓度可能是保证臭氧类高级氧化技术较高效率的关键,否则只会导致氧化剂的无效过快分解。利用氯化硝基四氮唑蓝法对比分析了酸性条件下H₂O₂/O₃、锐钛矿TiO₂/H₂O₂/O₃和金红石TiO₂/H₂O₂/O₃体系产生超氧自由基(·O₂^-)的量,其大小顺序为:H₂O₂/O₃< 金红石TiO₂/H₂O₂/O₃< 锐钛矿TiO₂/H₂O₂/O₃,这与前面结果吻合很好。     

H3PW12O40/TiO2-SiO2光催化降解甲基红

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂-SiO₂,用浸渍法将H₂PW₁₂O₄₀负载在TiO₂-SiO₂上,制得H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂-SiO₂光催化剂。探究在模拟自然光条件下,光照时间、甲基红溶液初始浓度、催化剂用量和溶液pH对甲基红可见光催化降解的的影响。实验结果显示,在光照时间为15min.甲基红溶液初始浓度为15mg/L.催化剂用量为1.8g/L以及pH为2的优化条件下,甲基红的光降解率高达99.7%。光催化降解甲基红溶液为一级动力学反应。     

臭氧降解水中邻苯二甲酸二甲酯的效能及动力学

利用臭氧降解含较高浓度邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的模拟废水,考察了pH、DMP初始浓度、臭氧投加量和温度对臭氧降解DMP效果的影响,并对臭氧降解DMP的效能及动力学进行了研究。结果表明,pH为5～10时DMP的降解效果较好;DMP初始浓度越大,DMP降解率越小,但DMP降解量增加;臭氧投加量的增加有利于DMP降解,但臭氧利用效率降低;温度低时,升高温度DMP降解率增大,24℃后提高温度对DMP降解率影响不大。在pH为5～10、DMP初始浓度为14～66 mg·L^-1、O₃投加量为14～24 mg·min^-1、20～30℃条件下反应40 min,DMP降解率达85%以上。在实验条件范围内,臭氧降解DMP符合拟一级动力学,建立了幂指数表达的动力学模型。在pH为2～12范围内,因臭氧反应机理不同,表观动力学常数k_obs与pH不呈线性关系,pH为2～5时,k_obs快速增加,pH为5～9时,k_obs缓慢增加,pH大于9时k_obs反而降低,pH为9时k_obs最大,为0.0929 min^-1。     

基于臭氧与超声氧化降低页岩气压裂返排液COD

针对页岩气压裂返排液化学需氧量（COD）高,难以直接排放的问题,研究了臭氧氧化（O₃）、超声氧化（US）和臭氧与超声联用氧化（O₃+US）三种方式降低页岩气压裂返排液COD的效果。结果表明：O₃+US因能产生更多的自由基而具有更好的降低COD效果。O₃+US联用氧化返排液过程中,首先是臭氧直接氧化有机污染物生成醛酮等物质,然后再是自由基氧化降解,返排液颜色会出现特征变化。另外研究了水样pH、超声波功率、催化剂种类和加量、反应时间等因素对O₃+US联用氧化降低COD的影响,结果表明其降低COD的效率随pH的增大而减小,随超声波功率的增大先增大后减小,随作用时间的延长而增大。综合考虑,推荐降低页岩气压裂返排液COD的氧化条件为：臭氧质量浓度42mg/L、pH为2.5左右、超声波功率800W、催化剂MnO₂加量0.45g/L、反应时间100min,处理后COD降低68.17%。同时,降解动力学拟合分析显示MnO₂催化下O₃+US联用氧化降低页岩气压裂返排液COD的过程更符合二级动力学特征。     

水/载O3有机溶剂两相臭氧氧化法降解水体中氯霉素

以水/载O₃有机溶剂（全氟萘烷）为新型两相臭氧氧化体系,研究了臭氧在全氟萘烷中的溶解度和稳定性,并考察了pH、NaHCO₃和叔丁醇对两相体系中臭氧稳定性的影响;以水体中氯霉素为研究对象,考察了初始pH值和自由基抑制剂对两相臭氧氧化体系降解氯霉素效果的影响。结果表明：初始水相pH增大有利于氯霉素的降解;自由基抑制剂对两相体系氧化降解氯霉素影响不显著。     

不同高级氧化技术降解邻苯二甲酸二甲酯的对比研究

以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为目标污染物,研究了3种高级氧化技术(O₃氧化、UV/H₂O₂、Fenton法)对水中DMP的去除效果,采用单因素研究法考察DMP降解的影响因素,采用响应面分析法优化以寻得每种工艺的最佳工艺条件,并对3种处理技术的最佳去除效果及经济成本进行了对比分析。结果表明,对初始浓度为50 mg/L的DMP, O₃氧化法反应的最佳条件为：O₃浓度15 mg/L、pH值9;UV/H₂O₂反应的最佳条件为：UV功率300 W、H₂O₂投加量为180 mg/L、pH值为5;Fenton法最佳条件为Fe₂SO₄浓度60 mg/L,pH值为3,H₂O₂投加量为180 mg/L。响应面优化分析得出3种高级氧化技术对DMP的降解效果依次为：UV/H₂O₂>...     

臭氧强化电絮凝处理直接耐晒大红4BS模拟染料废水

采用臭氧强化电絮凝法处理直接耐晒大红4BS模拟染料废水,研究了染料脱色的影响因素及其COD_Cr去除动力学。考察了电流密度、溶液初始pH 值、染料初始浓度、支持电解质浓度、反应温度和臭氧流量对臭氧强化电絮凝法处理4BS染料脱色效率的影响。结果表明,电流密度15 mA·cm^-2,pH值10.0,4BS染料初始浓度100 mg·L^-1,支持电解质浓度3000 mg·L^-1,臭氧流量06 L·h^-1,20 ℃下反应50 min后4BS脱色率达94％以上。COD_Cr去除符合拟二级动力学。     

混凝-O3/H2O2氧化联合工艺处理工业塑料生产废水的研究

针对塑料生产废水成分复杂、色度高等特点,采用混凝-O₃/H₂O₂氧化联合工艺处理,工业塑料废水混凝沉淀分离后,在温度25℃、pH 7、双氧水0.6 mL/L、臭氧(O₃)浓度17.28 mg/L条件下氧化反应30 min,出水COD_Cr为20.49 mg/L,满足工业塑料废水的排放要求,为塑料制造业生产废水降解提供了新的技术手段。     

FeCu-C@MS催化臭氧氧化降解过氧化氢异丙苯废水的研究

过氧化氢异丙苯(CHP)作为一种典型的有机过氧化物,其废水会抑制生化系统活性,在实际处理中存在技术困难。本研究通过水热-浸渍法在球形分子筛表面负载Fe/HKUST-1,将其作为前驱体在350°C下碳化制备Fe/HKUST-1衍生碳@分子筛催化剂(FeCu-C@MS)。利用SEM、EDS、XRD等技术对催化剂进行表征,考察臭氧浓度、催化剂投加量、pH、初始CHP浓度等对FeCu-C@MS/O₃体系降解CHP的影响。结果表明：FeCu-C@MS/O₃体系在臭氧浓度为20 mg/L、催化剂投加量为50 g/L、pH为7、CHP初始浓度为12 mg/L的条件下,经过120 min反应CHP去除率可以达到65.47%,比O₃体系提高35.80%;经过5次循环使用后,CHP去除率仍可达到55.19%,表明FeCu-C@MS可以高效催化臭氧氧化降解过氧化氢异丙苯,且具有较好的稳定性和可重复利用性。     

TiO2作用下土霉素的可见光敏化降解

研究了二氧化钛(TiO₂)存在时土霉素(OTC)在可见光下的降解。结果表明：单独可见光照下,OTC的光解效率随着pH的升高而逐渐增大。可见光和TiO₂的联合能显著促进OTC的降解,这主要归因于OTC的自光敏化作用。淬灭实验表明,在可见光/TiO₂体系中,超氧阴离子自由基(O₂^·-)和羟基自由基(·OH)能够氧化降解OTC,且O₂^·-是主要的活性物种。OTC初始浓度会影响其在可见光/TiO₂体系中的降解,过高或过低的OTC浓度都不利于其自身的去除;但是TiO₂用量的增加却能逐渐提高OTC的降解效率。     

O3/CaO2协同氧化快速降解低浓度氨氮

受金属氧化物催化臭氧氧化氨氮的启发,对O₃/CaO₂氧化低浓度氨氮技术展开研究。实验结果表明,O₃/CaO₂共同完成了氨氮的协同氧化,降解效果与·OH密不可分;处理质量浓度为10 mg/L的氨氮时,CaO₂的最佳投加量为80 mg/L;pH对O₃/CaO₂体系氧化氨氮有较大影响,在最佳投加量下不会造成水体pH超标;适宜的反应时间为15 min,此时氨氮去除率达94.87%;氨氮的降解产物与Cl^-和pH有关,硝态氮是主要的降解产物;作用机制可能为O₃在碱性条件下的直接氧化和·OH自由基氧化两种机制,·OH自由基的数量增多及其消耗速率加快可能是其用量、反应时间都优于常用的金属氧化物体系的原因。O₃/CaO₂协同氧化技术有望适用于一些需要对氨氮进行快速氧化的场合,具有广阔的应用前景。     

O3/Fe-TiO2/UV净化室内气体污染物的研究

以硫化氢、氨气、甲醛、甲苯、正戊烷和丙酮作为室内气体污染物,采用臭氧协同光催化技术,选择TiO₂为光催化剂并掺杂Fe³⁺改性,考察TiO₂的改性和不同的气体流速、反应物初始浓度、相对湿度以及臭氧浓度对净化效率的影响。结果表明,当反应段气体流速为1 m/s,臭氧添加量为49.08 mg/m³,相对湿度小于50%,系统运行30 min时,O₃/Fe-TiO₂/UV技术对6种气体污染物的平均净化效率为65%。     

臭氧/超声联合降解水中对氨基苯酚的动力学

采用臭氧/超声联合降解含对氨基苯酚模拟废水.研究了对氨基苯酚降解的影响因素和动力学,考察了反应液初始pH 值、反应物初始浓度、臭氧投量、反应温度对臭氧/超声降解对氨基苯酚反应速率的影响.结果表明,对氨基苯酚初始浓度为1000 mg·L^-1时,pH 11.0,臭氧投量88 mg·min^-1,超声密度0.3 W·ml^-1,常温下反应30 min后对氨基苯酚去除率达99％以上.对氨基苯酚的臭氧/超声降解符合表观一级动力学,得到幂指数方程描述反应动力学.     

低温等离子体降解水中活性蓝160影响因素和动力学研究

采用低温等离子体降解水中染料活性蓝160,研究了放电功率、空气流量、溶液初始pH值、染料浓度对活性蓝160降解的影响,同时分析了其降解动力学。实验结果表明,放电功率为30 W、空气流量为56 L/h、初始pH为7.0、活性蓝160初始浓度为60 mg/L时,12 min时活性蓝160降解率最大(98.8%)。溶液初始pH为10.0时,反应动力学速率常数最大(0.94958 min~(-1))。一定范围内提高空气流量、放电功率、pH对活性蓝160的降解起促进作用,活性蓝160初始浓度对其降解率无明显影响。     

脉冲放电等离子体协同Mn/TiO2-分子筛、Fe/TiO2-分子筛、Cu/TiO2-分子筛催化剂降解甲醛

为进一步提高脉冲放电等离子降解甲醛的效率,增加CO₂选择性,降低O₃产生量,研究采用放电等离子体和催化剂协同技术。实验以分子筛为载体,分别制备了Mn/TiO₂-分子筛、Fe/TiO₂-分子筛和Cu/TiO₂-分子筛3种催化剂,并利用XRD、SEM、EDS、FT-IR方法对催化剂进行表征分析。进行了脉冲放电等离子体协同3种催化剂降解甲醛的研究,比较了不同催化剂协同等离子体对甲醛去除率、CO₂选择性、O₃产生量的影响。结果表明,3种催化剂与脉冲放电等离子体都存在协同作用,并能有效地提高甲醛去除率,增加CO₂选择性,降低O₃产生量。当脉冲电压为20kV、放电频率为40Hz、气体流量为0.5L/min时,Mn/TiO₂-分子筛催化剂协同效果最佳,甲醛去除率为94.4%,CO₂选择性为42.2%。催化剂表征结果显示Mn/TiO₂-分子筛的活性组分颗粒分布均匀,锐钛矿相的TiO₂和微晶状态的MnO_x的存在有效促进了甲醛的氧化分解。研究还对放电等离子体协同Mn/TiO₂-分子筛催化剂降解甲醛的机理进行了探讨。     

Ce-TiO2粉体的制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备Ce掺杂纳米TiO₂。结合XRD、TEM、UV-Vis等现代检测手段对所制备样品的结构和性能进行表征。以直接桃红12B为目标降解产物,考察了所制备样品的光催化活性。研究结果表明:样品在550℃煅烧后,TiO₂为锐钛矿型,Ce掺杂纳米TiO₂后晶粒尺寸由23.9 nm降低到19.8 nm。Ce掺杂引起TiO₂的光学吸收边红移,提高可见光的吸收,拓展了TiO₂光谱响应范围。催化剂投加量为0.5 g/L,直接桃红12B溶液的初始浓度为20 mg/L,p H值为5。在紫外光下2 h条件下,Ce掺杂TiO₂后去除率由83.6%提高到93.8%。低浓度下的光催化降解过程可用Langmuir-Hinshelwood一级动力学方程拟合,初始浓度20 mg/L时,吸附速率可达到0.063 04 min^-1。     

Mn-Ti-Mg/Al2O3催化臭氧氧化处理煤化工废水

以浸渍法制备金属复合催化剂Mn-Ti-Mg/Al₂O₃，采用SEM-EDS、XPS、BET对复合催化剂的表观形貌、原子组成、金属元素的存在状态、比表面积和平均孔径进行表征，并测定了其pH_zpc。之后将其作为多相催化剂用于催化臭氧氧化处理煤化工废水，对其催化效果进行研究，考察了催化剂投加量、O₃流速、溶液初始pH对其催化效能的影响，并对其稳定性进行了研究。结果表明，Mn-Ti-Mg/Al₂O₃复合催化剂对于催化臭氧氧化处理煤化工废水效果较好，催化剂投加量和臭氧流速的增加有利于提高煤化工废水COD的去除率，废水在碱性条件下更易被处理。经过催化臭氧氧化处理之后，废水的pH显著降低，导致催化剂中金属活性成分溶出，催化剂活性降低。在温度22℃、溶液初始pH 7.8、催化剂投加质量浓度10 g/L、臭氧流速1.0 mg/min、反应时间40 min条件下，采用Mn-Ti-Mg/Al₂O₃催化臭氧氧化处理煤化工废水，处理后废水...     

碳毡电极用于电芬顿脱色性能及机理研究

为了探究CF电极在电芬顿脱色中的应用性能及机理，通过对阴极材料的对比，建立了以碳毡为阴极的电芬顿降解体系，探讨了不同操作参数如废液pH、O₂流量、电压、Fe²⁺浓度等因素对活性红195染料废水的脱色率、COD去除率的影响。根据实验结果，采用碳毡做阴极，Fe²⁺浓度为20 mg/L,pH为3、O₂流量60 mL/min、电压3 V条件下，反应3 h染料几乎完全脱色，COD去除率可达73.31%；利用猝灭实验初步探讨了染料降解的主要机制，·OH的生成及其强氧化作用是染料降解的主要因素；利用UV-Vis及GC-MS对染料降解机理进行了分析，发现反应前30 min降解速度最快；电极稳定性实验及扫描电子显微镜(SEM)形貌分析证明了碳毡阴极具有良好的电化学稳定性。     

制药废水的响应面法优化O3/Fe-C微电解预处理工艺

研究将O₃与Fe-C微电解工艺相耦合，以浙江某大型制药企业产生的废水为研究对象，进行耦合工艺小试试验。分别探究了Fe-C球投加量、初始pH和O₃剂量3种主要因素，采用响应面法(RSM)对工艺参数进行了优化。得出了工艺最佳参数为：Fe-C球投加量为592 g/L,pH值为5.9,O₃剂量为285 mg/(L·h),处理后COD_Cr质量浓度为1 092 mg/L,去除率可达48.61%。3种因素对耦合工艺的影响程度为Fe-C球投加量>O₃剂量>初始pH,对应的F值分别为509.59、30.54、11.48。该工艺相较于传统的微电解工艺，具有更高的COD_Cr去除效果，可推广应用于工业中制药废水的预处理。