O_3-H_2O_2体系降解垃圾浓缩液中有机物实验研究

研究了O_3-H_2O_2体系降解膜滤垃圾浓缩液中有机物的效果与特点。结果表明,在反应时间为30 min,臭氧投加质量流量为4 g/h时,添加4 m L/L的H2O2可取得理想的处理效果,BOD_5/COD由0.025提升至0.527,对色度、腐殖酸、COD的去除率分别为86.99%、62.94%、53.03%,较之O_3体系的去除率分别提高了23.05%、18.91%、19.55%,原因是适量的H_2O_2有强化反应体系中自由基的作用。O_3-H_2O_2体系能将腐殖酸等大分子有机物分解为小分子烷烃类等臭氧惰性产物,随反应时间的延长以及H2O2的影响,p H有下降的趋势,且有机物的降解逐渐矿化为CO_3~(2-),由此导致了反应后期臭氧的利用率下降以及有机物的去除速率有所降低。     

O_3、O_3/H_2O_2、O_3/S_2O_8~(2-)处理畜禽养殖废水生化出水

采用O_3、O_3/H_2O_2、O_3/S_2O_8~(2-)体系来深度处理畜禽养殖废水。在实验条件下,臭氧/过硫酸盐联合氧化体系表现出更好的处理性能:COD去除率高达35.9%～40.6%,处理后出水的pH在6.5～8.8,可生化性提升到0.39～0.41,虽然硫酸根略有上升,但是不妨碍后续的生化处理。此外,臭氧/过硫酸盐联合氧化体系表现出良好的经济性能:在实验条件下,臭氧消耗系数在0.18～0.21 kg O_3/kg COD,处理成本仅为0.99元/吨水和6.60元/kg COD。     

水体中常见离子对Fe_3O_4/H_2O_2降解孔雀石绿的影响

磁性纳米Fe_3O_4作为类Fenton催化剂,能够有效催化H_2O_2降解孔雀石绿(MG)废水。而实际染料废水中常含有多种无机离子和有机物,选取五种典型离子(SO42-、Cl-、Ca~(2+)、Mg~(2+)和腐植酸),探讨不同浓度离子对Fe_3O_4/H_2O_2降解MG的影响,并对反应前后Fe_3O_4的晶体结构进行分析。结果表明:腐植酸对Fe_3O_4/H_2O_2降解MG具有促进作用;Cl-和SO42-在不同程度上抑制了该催化降解反应;Ca~(2+)和Mg~(2+)对MG的降解没有明显影响;Fe_3O_4的晶体结构没有因为上述典型离子的加入而发生改变。     

臭氧联合过氧化氢(O_3/H_2O_2)降解水中甲基托布津

杀菌剂甲基托布津(TM)是常见的农药类内分泌干扰物。采用臭氧联合过氧化氢(O_3/H_2O_2)工艺对甲基托布津进行降解,考察了不同氧化系统、过氧化氢投加量、溶液初始pH、溶液中共存阴离子多种因素对O_3/H_2O_2去除甲基托布津的影响。结果表明:高级氧化联用技术O_3/H_2O_2工艺降解水中甲基托布津的效果良好,甲基托布津的降解反应符合一级反应动力学模型,其反应速率常数为0.107 9 min~(-1)。不同H_2O_2与O_3的摩尔比、溶液初始pH值和水中常见阴离子对O_3/H_2O_2工艺的降解情况影响显著。对于甲基托布津的O_3/H_2O_2降解过程:最佳摩尔比为0.75;最佳pH值为7;水中常见阴离子对甲基托布津降解影响的大小顺序为CO_3~(2-)SO_4~(2-)Cl~-NO_3~-。     

RPB-Mn~(2+)/H_2O_2/O_3处理硝基苯废水

在旋转填料床(RPB)中考察了Mn~(2+)/H_2O_2/O_3处理硝基苯废水的效果。考察了Mn~(2+)浓度、初始p H、超重力因子β、H_2O_2浓度、液体流量对硝基苯去除效果的影响。结果表明,硝基苯去除率随Mn~(2+)浓度、p H、超重力因子β、H_2O_2浓度、液体流量的增加呈先增加后减小的趋势。当硝基苯质量浓度为150 mg/L时,在Mn~(2+)浓度为1.8 mmol/L,p H 2.5,超重力因子β=40,臭氧质量浓度为40 mg/L,H_2O_2浓度为5.0 mmol/L,液体流量为120 L/h,循环处理25 min的条件下,硝基苯去除率和TOC去除率分别可达99.82%、59.24%,硝基苯质量浓度为0.27 mg/L,达国家一级排放标准(GB 8978—1996)。相同实验条件下,硝基苯去除率比RPB-O_3/H_2O_2提高了21.43%,TOC去除率比RPB-O_3/H_2O_2提高了21.08%。     

TiO2／UV／O2和TiO2／UV／N2体系降解水中对氯硝基苯

以商用TiO2P25为催化剂,分别在TiO2/UV/O2和TiO2/UV/N2两种体系下进行降解对氯硝基苯(pCNB)试验.采用ESR对两种体系下光催化反应形成的.OH进行测定,利用LC-MS对两种体系下反应形成的中间产物进行了定性和定量分析,最后对pCNB降解过程中氯和硝基的存在形式进行了研究.结果表明:TiO2/UV/O2体系的催化降解效果要明显优于TiO2/UV/N2体系;两种反应体系都有.OH产生,并且TiO2/UV/O2体系产生的.OH的量多于TiO2/UV/N2体系产生的.OH的量;TiO2/UV/O2体系形成的中间产物的种类要多于TiO2/UV/N2体系形成的,苯环上的氢、氯、硝基均可被.OH取代形成对硝基酚(pNP)、5-氯-2-硝基酚(5-C-2-PN)等酚类物质;两种体系下均有Cl-和NO2-存在,其中Cl-生成势与pCNB的去除势一致,只有TiO2/UV/O2体系中存在NO3-.     

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。     

碱性溶液中H_2O_2-S_4O_6~(2-)反应动力学及机理研究

S_4O_6~(2-)是S_2O_3~(2-)氧化过程重要的中间产物。在p H值9.5~11.0范围内,用毛细管电泳方法对S_4O_6~(2-)的H_2O_2氧化反应进行了动力学研究。在反应溶液中检测到的产物包括S_2O_3~(2-)、S_2O_6~(2-)和S_3O_6~(2-)。在动力学研究中发现,氧化剂H_2O_2的浓度对S_4O_6~(2-)的降解速率影响不大,这可能是由于H_2O_2-S_4O_6~(2-)氧化体系中,优先发生的反应不是S_4O_6~(2-)的氧化,而是它的碱性分解反应,H_2O_2只对S_4O_6~(2-)的降解产物进行氧化。在考察p H值范围内,S_4O_6~(2-)的氧化降解速率受pH值影响较大,但速率常数与S_4O_6~(2-)碱性分解反应速率十分接近。提出了13步反应机理,通过数值拟合计算得到的动力学曲线与实验曲线较好地吻合。     

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。     

微波强化催化湿式H_2O_2氧化降解喹啉的研究

采用微波强化催化湿式H_2O_2氧化法降解喹啉,以负载型Cu-Ce/γ-Al2O3/TiO_2为催化剂,考察了微波功率、反应温度、H_2O_2投加量和溶液初始p H对降解效果的影响。实验结果表明,在喹啉初始质量浓度为100 mg/L、微波功率为500 W、反应温度为60℃、pH=6、H_2O_2投加量为0.094 mol/L的条件下,反应18 min后,喹啉和TOC去除率分别可达100%、82.18%。微波可明显提高反应速率,反应体系中喹啉降解和H_2O_2分解均符合一级动力学。     

CuO/Al_2O_3催化剂制备及降解硝基苯机理的研究

以沉积沉淀法制备了负载型CuO/Al_2O_3催化剂,利用N2吸附、扫描电镜和X射线衍射等技术进行了表征。在CuO/Al_2O_3催化剂与H_2O_2构建的多相类Fenton催化体系内对硝基苯的降解效能和机制进行了研究。结果表明,在最优条件下,硝基苯的去除率达到84.73%;反应过程中溶铜量很少,且多相类Fenton反应起主导作用;降解硝基苯过程中的主要中间产物有苯胺、苯酚、氨基类有机物等物质,最终产物为酯类有机物等小分子物质,提高了污水的可生化性。     

Cu/Al_2O_3催化剂用于H_2O_2分解生成羟基自由基的效率

非均相Fenton催化反应是降解废水中有机污染物的有效方法。提高H_2O_2分解生成羟基自由基(·OH)的利用率是提升废水处理效率、降低成本的关键。使用溶胶-凝胶法制备了Cu/Al_2O_3催化剂,基于·OH的生成效率,通过单因素实验发现反应温度、反应溶液pH及H_2O_2初始浓度是决定H_2O_2利用率的主要因素。通过响应面法进行实验设计,分析响应面方程,考察了H_2O_2初始浓度、溶液pH及反应温度三个因素之间的交互作用及其对反应过程的影响。以H_2O_2利用率的最大化为目标优化反应条件,当H_2O_2初始浓度、溶液pH及反应温度分别为707mg·L~(-1)、5.12及59.4℃时,H_2O_2利用率可高达0.57,与实验结果相对误差仅为3.5%。所得结果对降低废水处理成本、提高降解效率具有重要的指导作用。     

基于UV/H_2O_2和UV/PS工艺降解水体中磺胺吡啶研究

采用高级氧化技术-紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺吡啶(SPY)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2、PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。目标污染物磺胺吡啶的去除率在一定浓度内随着氧化剂H_2O_2和PS浓度升高而升高;磺胺吡啶初始浓度越大,反应速率越小;UV/H_2O_2工艺降解磺胺吡啶最大去除率发生在p H=3,而UV/PS工艺降解SPY在p H=11时去除率最大;Na Cl会抑制UV/H_2O_2和UV/PS工艺对目标污染物的降解,而适当的Na HCO_3可促进降解反应的进行;腐植酸对UV/PS工艺产生抑制作用,低浓度腐植酸(≤1 mmol/L)对UV/H_2O_2工艺则有促进作用。     

基于UV/H_2O_2和UV/PS工艺降解水体中磺胺吡啶研究

采用高级氧化技术-紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺吡啶(SPY)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2、PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。目标污染物磺胺吡啶的去除率在一定浓度内随着氧化剂H_2O_2和PS浓度升高而升高;磺胺吡啶初始浓度越大,反应速率越小;UV/H_2O_2工艺降解磺胺吡啶最大去除率发生在p H=3,而UV/PS工艺降解SPY在p H=11时去除率最大;Na Cl会抑制UV/H_2O_2和UV/PS工艺对目标污染物的降解,而适当的Na HCO_3可促进降解反应的进行;腐植酸对UV/PS工艺产生抑制作用,低浓度腐植酸(≤1 mmol/L)对UV/H_2O_2工艺则有促进作用。     

Fe~(2+)/H_2O_2体系O_2生成路径

掌握Fe~(2+)/H_2O_2体系O_2的生成路径,可为避免H_2O_2无效分解,开发经济高效的Fe~(2+)/H_2O_2体系利用技术指明方向。采用添加自由基捕获剂的方法,探究Fe~(2+)/H_2O_2体系内各种自由基对O_2生成速率的影响,进而确定O_2的生成路径。结果表明:Fe~(2+)/H_2O_2体系内不会产生大量O_2~-·,O_2~-·不是生成O_2的主要反应物质;·OH被全部捕获后,体系中仍产生大量HO_2·,但此时无O_2生成,证明生成O_2的反应由·OH和HO_2·两种自由基直接参与。分析认为反应·OH+HO_2=H_2O+O_2是Fe~(2+)/H_2O_2体系内O_2生成的主要路径。控制Fe~(2+)/H_2O_2体系定向生成·OH,抑制HO_2·的产生,是提高Fe~(2+)/H_2O_2体系中H_2O_2利用率的有效手段。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

Fe_3O_4-H_2O_2类Fenton法降解亚甲基蓝

以Fe Cl_3·6H_2O和Fe SO_4·7H_2O为原料,氢氧化钠溶液为沉淀剂,制备了磁性Fe_3O_4粒子。采用XRD、SEM方法表征,并研究了Fe_3O_4粒子对亚甲基蓝的降解作用。结果表明,Fe_3O_4粒子平均粒径为5μm,以Fe_3O_4-H_2O_2组成类Fenton反应体系降解10 mg/L的亚甲基蓝溶液,当溶液p H值为3,浓度3%的H_2O_2用量为4 m L和0.2 g Fe_3O_4粉末,9 h内亚甲基蓝的降解率可达98.69%。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

UV/H_2O_2体系六氯苯降解途径探讨

实验采用了UV/H_2O_2体系氧化降解工艺对HCB进行降解实验,并分别考察了在p H、H_2O_2浓度、HCB浓度等单因素条件和不同氧化条件下的实际氧化降解效果,并进行了GC、GC-MS、IC扫面分析和氧化机理分析。结果表明:在室温条件下,H_2O_2的添加浓度对降解效率起到了决定性作用,当H_2O_2浓度在0.1 mol/L条件下时,降解效果最好为57.6%;不同氧化降解条件实验表明,在UV/H_2O_2协同氧化条件下,要优于两者单独氧化降解,表明H_2O_2和UV在氧化过程中产生了协同促进租用;根据GC、GC-MS、IC扫面分析,表明中间产物中主要是氯苯酚类化合物。     

UV/Mn~(2+)-Fe~(3+)/H_2O_2处理染料废水的实验研究

研究了常温常压下UV/Mn~(2+)-Fe~(3+)/H_2O_2光催化非均相反应体系处理偶氮染料模拟废水的特性,并与UV-Mn~(2+)/H_2O_2、UV/Fe~(2+)/H_2O_2等体系处理染料废水的效果进行了对比;考察了Mn~(2+)、Fe~(2+)、Fe~(3+)、H_2O_2投加量对UV/Mn~(2+)-Fe~(3+)/H_2O_2反应体系处理染料废水的影响。结果表明,UV/Mn~(2+)-Fe~(3+)/H_2O_2反应体系具有良好的催化氧化作用,在20 w紫外光照射下,100 mg·L~(-1)的直接大红D-GLN在反应20 min时,降解效率高达到90%以上。