基于Box-Behnken响应曲面法优化Fenton氧化处理柿竹园多金属选矿废水

以柿竹园东波选厂选矿废水为研究对象,采用响应曲面法对Fenton氧化法处理选矿废水的工艺进行优化。以反应pH值、FeSO₄·7H₂O用量、H₂O₂用量为影响因素,COD去除率为响应值,通过Box-Behnken 响应曲面法建立因素与响应值之间的数学模型,得到最佳工艺条件为:反应pH值2.98、FeSO₄·7H₂O用量446.76 mg/L、H₂O₂用量457.66 mg/L,该条件下验证得COD去除率为76.55%,与模型预测值偏差仅1.65个百分点,证明了响应曲面法用于优化Fenton氧化法处理选矿废水工艺的可行性和有效性。     

微电解Fenton法处理有机废水可行性研究

采用微电解Fenton法处理硫铵酯-苯甲羟肟酸-苯胺黑有机废水。考察了初始pH值、铁屑及活性炭投入量、曝气量、H₂O₂用量、催化剂MnO₂加入量和反应时间对废水COD、NH₃-N和色度去除率的影响。最佳条件为:初始pH=3、铁屑用量70 g/L、活性炭用量80 g/L、H₂O₂用量7 mg/L、MnO₂用量8.0 g/L、曝气量500 mL/(min·L)、反应时间20 min,此时废水COD、NH₃-N和色度的去除率达88.21%、93.57%和98.68%。通过多因素正交实验确定了影响COD、NH₃-N和色度去除率的因素强弱顺序为:铁屑投入量=活性炭投入量>H₂O₂用量>pH值>MnO₂用量。     

黄铜矿催化异相类Fenton反应处理染料废水研究

采用异相类Fenton反应处理染料废水,并以均相Fenton反应为对照,考察废水初始pH值、催化剂投加量、H₂O₂投加浓度和反应时间对处理效果的影响,测定了反应过程中铁离子和剩余H₂O₂浓度的变化情况。结果表明,对于试验用实际染料废水,均相Fenton反应适宜的pH范围为3~8,七水合硫酸亚铁投加量为2 g/L,H₂O₂投加浓度为20 mmol/L,反应时间为2 h时,COD去除率与色度去除率最高能达到59.39%和97.71%;异相类Fenton反应在废水初始pH=3时处理效果最佳,黄铜矿投加量为9 g/L,H₂O₂投加浓度为20 mmol/L,反应时间4 h时,COD去除率与色度去除率分别为56.03%和93.79%。均相和异相类Fenton反应处理染料废水过程中生成的·OH能降解有机污染物。     

用Fenton试剂处理福建某铜锌选矿废水

福建某铜锌选矿厂经过混凝沉降初级处理后的生产废水清澈透明,pH为中性,固体悬浮物和重金属离子含量达到国家排放标准,但由于含大量丁黄药等有机质而使COD值高达377.2 mg/L,既不能直接排放也不能直接回用。为将该废水的COD值降到100 mg/L以下以满足排放或回用的要求,采用Fenton试剂对其进行了去除COD的试验研究。试验结果表明：在初始pH为3、H₂O₂溶液（浓度30%）用量为2 mL/L、FeSO₄·7H₂O用量为0.5 g/L的条件下搅拌反应60 min,废水的COD值可降低至25.2 mg/L,相应的COD去除率高达93.32%,从而显示出Fenton试剂降解有色金属矿选矿废水中黄药等有机质的高效性。     

用催化氧化法处理焦化高浓度含酚废水

研究了FeSO₄-H₂O₂体系催化氧化处理焦化高浓度含酚废水的工艺条件.结果表明：优化处理条件是反应温度为30 ℃,Fe²⁺用量为200 mg/L,H₂O2用量为1 000 mg/L、反应时间为45 min.在该条件下处理废水,酚和COD的去除率分别可达到68.5％和70.4％,然后加入Ca(OH)₂将氧化处理后废水的pH值调至弱碱性进行絮凝,可显著降低废水中的铁离子及CN^-质量浓度,且COD去除率提高到85.2％,同时废水的可生化性得到显著提高,为后续生物处理创造了良好的条件.     

O3/H2O2去除选矿废水中丁基黄药的研究

用臭氧类高级氧化剂O₃/H₂O₂对含有丁基黄药的模拟选矿废水进行了处理。考察了O₃和H₂O₂的用量、溶液pH值、丁基黄药初始浓度、常见难免离子对废水COD_Cr去除效果的影响;并通过紫外-可见光谱和添加叔丁醇试验,探讨了O₃/H₂O₂工艺去除丁基黄药的反应机理。结果表明：丁基黄药初始浓度为400 mg/L、pH=6.8的模拟废水1 000 mL,投加100 L/h 的O₃和1 000 mg/L 的H₂O₂,反应2 h后COD_Cr的去除率可达60.25%;CO^2-₃和SO^2-₄有抑制废水中COD_Cr去除的作用,而Cu2+和Zn2+可以提高废水COD_Cr的去除率;O₃/H₂O₂工艺去除废水COD_Cr反应遵循羟基自由基反应机制。     

碱法浸出某含钒铬泥中的钒

某含钒铬泥为含Cr(Ⅳ)废水经还原、沉淀处理得到的固体, 干基中含Cr 30.20%, V₂O₅ 4.80%, 具有一定的回收利用价值。对该铬泥进行了酸浸和碱浸的探索性试验, 确定该铬泥宜于采用碱浸工艺。通过碱浸单因素实验, 确定最佳浸出工艺条件为: NaOH用量30%, 液固比2∶1, 浸出温度95 ℃, 浸出时间60 min, 此时V₂O₅浸出率达到68.50%。在此基础上, 比较了H₂O₂直接氧化-碱浸出和KClO₃弱酸性氧化-碱浸出工艺, 发现前者不适于该铬泥中V2O5的浸出。在弱酸性条件下用KClO₃氧化后, 用NaOH浸出,V₂O₅浸出率达到79.30%。     

酸洗废硫酸/H2O2处理农药废水研究

以酸洗废硫酸和H₂O₂组成的氧化体系,降解农药废水中的COD。采用Box-Behnken试验设计,以COD去除率为响应值,考察了废硫酸投加量、H₂O₂投加量以及反应时间的单独作用和交互影响,通过建立COD降解率数学模型预测酸洗废硫酸/H2O2氧化体系的最佳氧化参数。结果表明,在废硫酸添加量为14.17 mL/L、H₂O₂添加量为1.47 mL/L、反应时间为55.9 min时,COD降解率存在最大值,为47.79%,在该条件下进行7次试验对模型预测结果进行验证,7次试验的COD降解率平均值为47.52%,与预测值相差0.56%,与拟合模型的预测值基本相符,该模型能够较好地解释酸洗废硫酸/H₂O₂氧化工艺。此外,对7次试验出水中Pb、Cr也进行了检测,7次试验出水中均未检测出Pb、Cr元素,因此,酸洗废硫酸中存在的微量重金属元素不会对最终出水水质产生影响。表明酸洗废硫酸/H₂O₂氧化体系用于农药废水处理工艺是可行的。     

Bi2O3催化氧化法处理选矿废水试验研究

研究了用Bi₂O₃催化氧化法处理含黄药的模拟选矿废水的降解效果,分别考察了光照与否、反应时间、废水的pH值、Bi₂O₃用量、黄药浓度、催化剂可重复利用性等因素对催化氧化效果的影响。结果表明,黄药初始浓度30 mg/L,自然pH=7.2,Bi₂O₃用量为1 g/L且无光照条件下搅拌反应60 min,黄药降解率可达99.74%,催化剂重复利用4次仍有较好的活性,且在黄药降解过程中不产生任何中间产物,具有较高的实用价值。     

双氧水氧化预处理载金黄铁矿研究

基于Fenton反应,采用双氧水(H₂O₂)氧化浸出黄铁矿,试验探究了在H₂O₂氧化体系中H₂O₂初始浓度、浸出温度、初始酸度、矿浆浓度、H₂O₂协同过硫酸盐以及不同活化剂对黄铁矿纯矿物氧化浸出的影响。试验结果表明：在矿浆浓度为10 g/L,H₂O₂初始浓度为1.76 mol/L,H₂SO₄初始浓度为0.24 mol/L,反应5 h,黄铁矿的浸出率达到94.05%。通过动力学计算知,浸出温度为25～70℃时,H₂O₂氧化浸出黄铁矿的表观活化能为12.31 kJ/mol,符合扩散控制的固体反应核收缩模型。     

电镍钴渣氧化除铁的试验研究

研究了钴渣溶出液中添加氧化剂Na₂S₂O₈, H₂O₂ 和KMnO₄氧化沉铁的效果, 重点探讨了影响KMnO₄氧化沉铁的因素。结果表明: 3种氧化剂中KMnO₄沉铁效果最好; 采用KMnO₄作氧化剂时, 在n(KMnO₄)/n(Fe²⁺)=1∶5, 氧化温度为85 ℃, 反应时间120 min, 氧化后液pH值为4.5的条件下, KMnO₄氧化沉铁率为96.79%, 满足深度除铁要求。     

黄铁矿作芬顿催化剂对孔雀石绿脱色的影响

为了解染料废水中有机污染物芬顿技术处理过程中黄铁矿的影响,以染料废水中常见有机污染物孔雀石绿为目标,以黄铁矿为催化剂,进行了芬顿反应过程影响因素试验和反应机理分析。结果表明,浓度为1 g/L、pH=5.2的孔雀石绿溶液中加入-360目的黄铁矿5 g/L和浓度为30%的H₂O₂溶液5 ml/L,在30 ℃下恒温振荡反应（120 r/min）3 h,孔雀石绿的脱色率达可达98%。反应机理分析表明,H₂O₂在有氧存在的弱酸性环境下,通过黄铁矿的催化,可生成活性很强的羟基自由基·OH,·OH能够通过氧化打破具有显色作用的孔雀石绿分子的共轭结构,使孔雀石绿变成无色、无毒副作用的的有机分子。     

炼铅氧气底吹炉烟灰浸出液中脱除砷铜研究

为除去炼铅氧气底吹炉烟灰浸出液中的砷和铜, 采用水浸出炼铅氧气底吹炉烟灰、氧化-共沉淀法对浸出液进行除砷、铜, 考察了pH值、H₂O₂用量、聚合硫酸铁用量、反应时间对金属脱除率的影响。试验结果表明, 在100 mL二次浸出液中加入30%的H₂O₂溶液3 mL, 氧化5 min; 再加入10%聚合硫酸铁溶液2.5 mL, 反应5 min; 加1 mol/L NaOH调整溶液pH=6.0, 反应60 min, 除杂效果最好, 砷、铜脱除率分别达99.99%、99.17%。     

从含铀碳酸盐溶液制备过氧化铀的工艺研究

研究了从某含铀碳酸盐溶液制备过氧化铀(UO₄)的工艺方法,用盐酸酸化含铀碳酸盐溶液除去碳酸根后,以过氧化氢作为沉淀剂,加入NaOH调节沉淀pH,制备得到过氧化铀产品。考察了酸化pH、过氧化氢用量、沉淀pH、沉淀时间及温度等因素对制备过氧化铀的影响。结果表明:在溶液酸化pH=3.0、H₂O₂用量为理论计算量的130%、沉淀pH=2.5、反应时间=30 min的条件下,可获得铀含量大于68%的UO₄产品,铀回收率达99%以上。