Mo-Na复合催化剂制备及其在医药废水处理中的应用

制备了Mo-Na复合催化剂用于催化湿式氧化处理医药废水。结果表明:Mo-Na复合催化剂具有较大的比表面积,热稳定性较好。随着催化剂用量的增加、反应温度的提高及反应时间的增加,催化湿式氧化对废水中污染物的去除效率均逐渐提高,且反应过程中催化湿式氧化体系的去除效率明显高于湿式氧化体系。反应温度190℃、催化剂为1.5 g/L、反应时间3 h时,催化湿式氧化体系对废水TOC与COD去除残余率分别为0.103 9、0.137 1。随着催化剂回用次数的增加,催化剂反应活性降低,催化湿式氧化对废水的去除效果逐渐下降。     

催化湿式氧化处理兰炭废水的工艺研究

采用催化湿式氧化(CWAO)技术处理陕北某兰炭生产企业的兰炭废水,考察了反应温度、氧气分压、进水pH及催化剂投加量等对兰炭废水处理效果的影响。结果表明:将自制CuO-MnO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂用于CWAO处理兰炭废水时,随着反应温度、氧气分压、催化剂投加量的增大,CODcr去除率增大;在实验条件下,催化剂的最佳投加量为10g/L,最佳进水pH值=8;T=150℃、P(O2)=1.6MPa、反应120min后CODcr去除率可从湿式氧化的17.3%提高到77.8%。     

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。     

湿式催化氧化法处理高浓度高盐毒死蜱废水

以γ-Al2O3为载体，通过超声浸渍法制备Mn-Ce/γ-Al2O3，并以其为催化剂采用湿式催化氧化法处理高浓度高盐毒死蜱废水。通过FTIR、XRD、SEM对催化剂结构进行表征。通过单因素实验探讨了反应温度、pH、催化剂用量、氧化剂用量对COD去除率的影响。采用均匀设计法对湿式催化氧化实验条件进行优化，在进水COD质量浓度为13550 mg/L时，最优处理条件为反应温度230 oC，反应时间2 h，进水pH=7，质量分数30%过氧化氢5.5 mL，Mn-Ce/γ-Al2O3用量0.4 g，在该条件下，COD去除率达到90.63%；各因素影响实验结果的主次顺序为反应温度＞催化剂用量＞氧化剂用量＞pH＞反应时间。采用DFT方法计算毒死蜱分子的量子化学参数，结合自由基捕获实验和紫外光谱结果初步探讨了湿式催化氧化降解毒死蜱的可能机理。结果表明，γ-Al2O3上负载了MnO2、CeO2活性组分，Mn-Ce/γ-Al2O3能较好地促进H2O2产生•OH；动力学实验表明，湿式催化氧化对废水COD的降解过程符合准二级动力学方程。     

铈铁氧化物催化湿式氧化医药废水研究

研究制备铈铁氧化物催化剂,对材料微观结构与组成进行分析,并用于催化湿式氧化处理医药废水。结果表明,铈铁氧化物比表面积大,Ce和Fe主要以氧化物晶体矿物相存在,催化材料具有纳米微观结构。催化剂量、反应温度与时间对催化湿式氧化体系影响显著。催化剂量1～4 g/L时,污染物去除率随催化剂量增加而增大,催化剂量为4 g/L时,催化湿式氧化对TOC与COD去除率比湿式氧化均提高近45%。不同温度下催化湿式氧化去除效果均高于湿式氧化。反应温度低于200℃时,2个体系对废水TOC与COD去除率随温度升高而增加;2个体系污染物去除率随反应时间增加均逐渐提高,而TOC与COD平均去除速率随反应时间延长而整体下降。2级动力学方程可较好拟合2个体系对废水处理过程。     

湿式过氯化氢氧化法处理吡虫啉农药废水研究

为优化反应条件,在2L压力反应器内,对吡虫啉农药废水进行湿式过氧化氢氧化（WPO）和催化湿式过氧化氢氧化（CWPO）降解处理,考察了过氧化氢加入量、反应温度、进水pH值和催化剂等对反应过程与污染物降解的影响规律。结果表明,WPO和CWPO能在温和的条件下降解难于生物降解的吡虫啉农药废水。温度为110℃,压力为0．6Mpa,过氧化氢用量为理论用量。进水pH值为3．5的条件下,WPO处理吡虫啉农药废水。COD去除率为47．7％：采用非均相Cu-Ni-Ce／SiO2催化剂,pH值为7．0。其他条件相同时,CWPO对相同吡虫啉农药废水的COD去除率可达89．1％。     

催化湿式氧化法治理H-酸母液废水的研究

H-酸母液是染料工业急需治理的高浓度有机废水,COD含量高,酸性强,一般的生化法尚不能有效治理。作者研制了具有高氧化活性的含贵金属-稀土金属双活性组分催化剂,对H-酸母液工业废水进行了催化湿式氧化(CWO)治理研究。CWO试验在固定床鼓泡式反应器连续反应装置上进行。试验考察了反应温度、反应压力、进水空速、废水pH值和气水比对催化湿式氧化法处理H-酸废水效果的影响。考虑反应工艺条件的影响和工厂实际情况以及对处理费用的要求,选定在248℃,4.0MPa,空速=2.0h-1,V(空气)∶V(水)=220∶1,废水pH=6.0的条件下,处理含CODCr46391mg/L,色度5600倍的H-酸母液废水,CODCr和色度的去除率分别达到95.4%和98.2%。处理后的废水可生化性有所提高,BOD/COD>0.3,可进一步用生化法降解排放,催化剂运转稳定性良好。根据小试结果初步估算治理H-酸废水费用约为(以COD计)0.6～0.7元/kg。     

Fe/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其在降解亚甲基蓝废水中的应用

利用等体积浸渍法制备了一系列Fe/γ-Al_2O_3催化剂。采用催化湿式氧化法考察了催化剂中Fe含量、催化剂焙烧温度、H_2O_2用量、反应温度、废水初始pH等对亚甲基蓝废水COD去除率的影响。结果表明,催化剂焙烧温度为300℃,Fe负载量为0.02 g时催化效果较好;其对应的反应条件为30%的H_2O_2的用量100μL,反应温度30℃,废水pH值4.5,反应时间1 h时,COD去除率最高达到80%。     

Fe/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其在降解亚甲基蓝废水中的应用

利用等体积浸渍法制备了一系列Fe/γ-Al_2O_3催化剂。采用催化湿式氧化法考察了催化剂中Fe含量、催化剂焙烧温度、H_2O_2用量、反应温度、废水初始pH等对亚甲基蓝废水COD去除率的影响。结果表明,催化剂焙烧温度为300℃,Fe负载量为0.02 g时催化效果较好;其对应的反应条件为30%的H_2O_2的用量100μL,反应温度30℃,废水pH值4.5,反应时间1 h时,COD去除率最高达到80%。     

Ru/TiO2湿式催化氧化降解垃圾渗滤液膜浓缩液

以商业化的柱状TiO_2为载体,通过浸渍法制备了Ru/TiO_2催化剂,并应用于湿式催化氧化处理垃圾渗滤液膜浓缩液。通过单一因素试验确定了最佳工艺条件:反应温度为220℃,反应时间为2 h,空气量为理论空气量的120%,催化剂投加量为3 g/L,进水pH为9。在此最优工艺条件下,固定床连续装置连续运行240 h,COD、TN的去除率可分别稳定在80%、60%以上,催化剂性能稳定,活性组分流失少。垃圾渗滤液膜浓缩液经过湿式催化氧化处理后,废水BOD_5/COD由0.03提高到0.3～0.4,可生化性得到了明显地改善。     

阴离子种类及浓度对RCT催化剂催化湿式氧化处理头孢废水的影响

采用催化湿式氧化法处理头孢类废水,以RCT为催化剂,考察了阴离子对污染物降解效果的影响。结果表明,不加阴离子时,RCT催化剂能有效催化污染物的降解,TOC和TN去除率分别为78.3%和85.9%;投加不同阴离子对反应的影响不同。RCT催化剂可将头孢氨苄废水中的有机N转化为$N_{2}$,少部分以$NO_{3}-N$形式存在;阴离子F^-、Cl^-、Br^-、I-及$S^{2-}_{4}$对TN的降解影响不大,而$N^{-}_{3}$、$P^{3-}_4$、$CO^{2-}_{3}$、$Si^{2-}_{3}$及$B_{4}O^{2-}_{7}$则明显抑制了对TN的去除。投加F^-、Cl^-、Br^-、I-及$NO^{-}_{3}$对TOC的降解有促进作用(I^-> F^-> Cl^-> Br^-> $NO^{-}_{3}$),TOC的降解率提高了3.1~18.6个百分点;而投加$S^{2-}_{4}$、P,$P^{3-}_4$、$CO^{2-}_{3}$、$SiO^{2-}_{3}$及$B_{4}O^{2-}_{7}$对TOC的降解有抑制作用($SiO^{2-}_{3}$> ,$P^{3-}_4$> $CO^{2-}_{3}$> $B_{4}O^{2-}_{7}$> $S^{2-}_{4}$),TOC的降解率降低了2.0~46.9个百分点。研究Cl-浓度对RCT催化剂降解效果的影响,当Cl-为0.1 mol·L-1时,对TOC的去除有抑制作用,而较高的Cl-浓度(≥0.3 mol·L-1)对TOC的去除却有促进作用,投加Cl-对TN的去除有促进作用,但随着Cl-浓度的增加[(0.1~0.8) mol·L-1],TN的去除率变化不明显(约为88%)。     

CuCe氧化物催化剂的制备及CWPO降解双酚A废水研究

为解决Fenton法存在活性组分流失及通常在pH 2～3条件下运行的局限性,采用柠檬酸络合法制备了CuCe氧化物催化剂,建立了双酚A非均相催化湿式过氧化氢氧化（CWPO）反应体系。考察了焙烧温度、Cu/Ce摩尔比、H₂O₂用量、双酚A初始浓度和pH对催化剂物化结构和CWPO性能的影响。并分析了可能的降解路径。结果表明：催化剂具有良好的高温稳定性和pH适应性,在pH 1.6～7.9范围内对双酚A都具有较高的降解性能,不需要调节pH。在焙烧温度450℃、Cu/Ce摩尔比1.0、催化剂用量1 g·L^-1、H₂O₂用量196 mmol·L^-1、BPA浓度152 mg·L^-1、pH 6.6、反应温度75℃、反应95 min后,BPA和TOC去除率分别为91.8%和84.5%,Cu²⁺析出浓度为19.3 mg·L^-1。推测了双酚A可能的降解路径。     

Acid precipitation coupled electrodialysis to improve separation of chloride and organics in pulping crystallization mother liquor

Inefficient separation of inorganic salts and organic matters in crystallization mother liquor is still a problem to industrial wastewater treatment since the high salinity significantly impedes organic pollutant degradation by oxidation or incineration. In the study, acidification combined electrodialysis (ED) was attempted to effectively separate Cl^- ions from organics in concentrate pulping wastewater. Membrane's rejection rate to total organic carbon (TOC) was 85% at wastewater intrinsic pH=9.8 and enhanced to 93% by acidifying it to pH=2 in ED process. Negative-charged alkaline organic compounds (mainly lignin) could be liberated from their sodium salt forms and coagulated in acidification pretreatment. Neutralization of the organic substances also made their electro-migration less effective under electric driving force and in particular improved separation efficiency of chloride and organics. After acid-ED coupled treatment (pH=2 and J=40 mA·cm^-2)[TOC] remarkably reduced from 1.315 g·L^-1 to 0.048 g·L^-1 and[Cl^-] accumulated to 130 g·L^-1 in concentrate solution. Recovery rate of NaCl was 89% and the power consumption was 0.38 kW·h·kg^-1 NaCl. Irreversible fouling was not caused as electric resistance of membrane pile maintained stably. In conclusion, acidic-ED is a practical option to treat salinity organic wastewater when current techniques including thermal evaporation and pressure-driven membrane separation present limitations.     

减压反应蒸馏去除热镀锌FeCl2污泥中的Cl-

由于Cl^-对植物的生长具有很高的“氯毒害”,而热镀锌FeCl₂污泥中Cl^-的含量极高,因此不能直接作为一般废物最终处置。采用减压反应蒸馏去除FeCl₂污泥中的Cl^-,由于FeCl₂水解生成的HCl被减压蒸馏带出、Fe（OH）₂在空气曝气作用下氧化成Fe（OH）₃,经过滤干燥后形成水合氧化铁（Fe₂O₃·nH₂O）。实验中首先在自制的减压反应蒸馏装置中进行3因素4水平正交实验研究,随后做单因素优化实验研究。减压反应蒸馏去除FeCl₂溶液中Cl^-的优选工艺条件：FeCl₂浓度为1.50 mol/L、加热温度为75 ℃、反应蒸馏时间为120 min,系统真空度控制在0.06 MPa,Cl^-的去除率达85.5%。将优选的工艺条件应用于热镀锌FeCl₂污泥中Cl^-的去除,其去除率可达84.0%。     

湿式过氧化氢催化氧化降解喹啉及其机理

采用浸渍法制备了负载型铜铁氧化物催化剂,并以喹啉为目标污染物,建立了湿式过氧化氢催化氧化(CWPO)体系.研究了反应温度、初始pH、H₂O₂和催化剂投加量对喹啉去除效果的影响,并分析了CWPO体系中 的作用及喹啉的降解路径.结果表明,CWPO对喹啉具有很好的去除效果,反应30 min喹啉的去除率可达到100%,反应60 min矿化率可达到88.34%.确定了最佳反应温度为80℃,初始pH为7,H₂O₂和催化剂投加量分别为29.15 mmol·L^-1和4 g·L^-1. 氧化在CWPO降解喹啉体系中起主导作用,其平均产生速率为1.69×10^-6 mmol·L^-1·min^-1.推测了CWPO降解喹啉的4种可能路径,在中性和酸性条件下,分别生成以吡啶环或苯环为主的中间产物.     

LaCoO3钙钛矿活化过一硫酸盐降解萘普生

在催化活化过一硫酸盐(PMS)降解水中污染物的反应中,通过添加钴基钙钛矿提高反应效率。利用溶胶凝胶法制备了LaCoO₃钙钛矿,通过实验评估LaCoO₃/PMS体系对非甾体抗炎药萘普生（NAP）的降解效果。分析了LaCoO₃投加量、PMS投加量、反应初始pH、Cl^-浓度和腐殖酸（HA）对NAP去除率的影响以及该体系的矿化能力。结果表明NAP降解的反应速率随LaCoO₃和PMS投加量增加而增大;反应初始pH在5.0时NAP降解效果最好;溶液中存在Cl^-对降解有促进效果,且Cl^-浓度越大促进效果越明显;腐殖酸（HA）对反应有一定程度的抑制效果;LaCoO₃在重复利用5次时仍有较好的稳定性。此外,自由基淬灭实验结果表明在LaCoO₃/PMS体系中SO₄^·-为主要活性物质。     

Treatment of compost leachate by the combination of coagulation and membrane process☆

This study describes the treatment of composting leachate by the combination of coagulation and nanofiltration process.Poly ferric sulfate(PSF) was used as coagulant,and the effect of p H value and PSF dosage on the coagulation performance was investigated.The results indicated that the chemical oxidation demand(COD)and turbidity removal efficiency could reach to 62.8% and 75.3%,respectively at an optimum dosage of1200 mg·L~(-1)at p H 6.0.During the nanofiltration process,the operation conditions such as temperature and pressure were optimized,89.7% of COD,78.2% of TOC,72.5% of TN,83.2% of TP,and 78.6% of NH3-N were retained when tested at 0.6 MPa at 25 °C.The final leachate effluent concentration of COD,BOD5,NH3-N,TOC,SS was92 mg·L~(-1),31 mg·L~(-1),21 mg·L~(-1),73 mg·L~(-1)and 23 mg·L~(-1),respectively,which reached the local discharge standard.The combination of coagulation-filtration is useful for composting leachate treatment.     

微波-过氧化氢工艺处理含Cu-EDTA废水

采用微波-过氧化氢工艺处理含Cu-EDTA废水,考察反应时间、初始pH、H₂O₂投加量、微波功率以及共存物质等因素对该工艺处理效能的影响,并分析了氧化作用机制。结果表明,在初始pH为3,H₂O₂投加量为41 mmol·L^-1,微波功率为210 W时,1.57 mmol·L^-1Cu-EDTA反应10 min后,Cu和TOC去除率分别高达97.0%和60.7%,出水电导率低至1.8 mS·cm^-1,产泥量仅为0.15 g·L^-1。NO₃^-的存在对Cu-EDTA的氧化降解过程无明显影响,而Cl^-、H₂PO₄^-和酒石酸对反应过程有一定的抑制作用。该工艺下反应4 min后Cu-EDTA基本氧化为中间产物,并在4～6 min内急剧降解,最终形成小分子羧酸类物质、NH₃-N和无机碳。反应过程沉淀产物主要以CuO形式存在。相比Fenton工艺,该工艺在氧化效能、出水电导率及产泥量等方面有显著优势。     

有机-水混合溶剂中氯离子对C—H键的电氧化腈化性能

有机电化学合成中大部分有机反应底物不溶于水,往往需要添加适量的有机溶剂形成有机-水混合溶剂。氯离子作为无机媒质在有机电化学合成中应用广泛,但氯离子往往溶解于水相中。而溶剂是电化学合成中的一个重要影响因素,因此很有必要对氯离子在有机-水混合溶剂中的电化学性能进行系统研究。采用循环伏安法(CV)、线性扫描法(LSV)、计时电量法研究了氯离子在有机-水混合溶剂中的动力学参数,考察了阳极材料、扫描速率、混合溶液中水的含量、有机溶剂的种类等对氯离子电化学氧化性能的影响。并以氯离子为媒质,在无隔膜电解槽中,通过间接电化学活化对甲氧基甲苯(p-MeOBT)甲基上的C—H键原位生成醛,并进一步转化为相应的腈类化合物。以p-MeOBT为反应底物,在乙腈-水混合溶液(体积比7∶3)中,恒电流电解(CCE) 12 h,60℃下,目标产物对甲氧基苯甲腈(p-MeOBCN)的收率达80%。通过对反应过程中各中间物种的监测,提出了可能的C—H键间接电腈化腈化反应机理。     

有机-水混合溶剂中氯离子对C—H键的电氧化腈化性能

有机电化学合成中大部分有机反应底物不溶于水,往往需要添加适量的有机溶剂形成有机-水混合溶剂。氯离子作为无机媒质在有机电化学合成中应用广泛,但氯离子往往溶解于水相中。而溶剂是电化学合成中的一个重要影响因素,因此很有必要对氯离子在有机-水混合溶剂中的电化学性能进行系统研究。采用循环伏安法(CV)、线性扫描法(LSV)、计时电量法研究了氯离子在有机-水混合溶剂中的动力学参数,考察了阳极材料、扫描速率、混合溶液中水的含量、有机溶剂的种类等对氯离子电化学氧化性能的影响。并以氯离子为媒质,在无隔膜电解槽中,通过间接电化学活化对甲氧基甲苯(p-MeOBT)甲基上的C—H键原位生成醛,并进一步转化为相应的腈类化合物。以p-MeOBT为反应底物,在乙腈-水混合溶液(体积比7∶3)中,恒电流电解(CCE) 12 h,60℃下,目标产物对甲氧基苯甲腈(p-MeOBCN)的收率达80%。通过对反应过程中各中间物种的监测,提出了可能的C—H键间接电腈化腈化反应机理。