不同高级氧化工艺处理焦化废水二级生化工艺出水研究

针对焦化废水二级生化处理工艺出水化学需氧量(COD)难以达标的问题,采用实际焦化废水,通过开展半连续实验室小试试验,对比研究了单独臭氧氧化、O_3/H_2O_2氧化和UV-Fenton氧化3种工艺深度处理焦化废水的效果,并对不同工艺出水的UV_(254)、BOD_5/COD、发光细菌毒性、三维荧光光谱进行分析,研究不同高级氧化工艺对出水水质的影响规律。结果表明:增加臭氧投加量和添加H_2O_2能显著提高焦化废水二级生化工艺出水中有机物的去除效果。进水COD为(200±10)mg/L、O_3投加量为30 mg/L时,反应120 min后单独臭氧氧化对COD的去除率仅为36%;而对于UV-Fenton氧化,进水COD为(200±10)mg/L、H_2O_2(30%)投加浓度为2 g/L、Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比为1∶10时,COD的去除率为50%;单独臭氧氧化和UV-Fenton均不能满足排放标准。进水COD为(200±10)mg/L、O_3投加量为30 mg/L、H_2O_2(30%)投加浓度为2 g/L,反应120 min后COD去除率达到63%,O_3/H_2O_2氧化工艺出水COD达到74 mg/L,满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。3种工艺中,O_3/H_2O_2氧化的COD去除效果最好,这主要归因于O_3和H_2O_2协同产生强氧化性自由基,但当H_2O_2浓度过高时,体系中产生的·OH反而与H_2O_2反应,从而导致O_3/H_2O_2体系的氧化能力下降。3种工艺都能有效降低出水毒性,出水发光细菌急性毒性试验显示,单独O_3氧化、O_3/H_2O_2氧化处理15 min后,相对发光度分别上升到90%和87%,UV-Fenton氧化处理30 min后,出水的相对发光度上升到71.57%。与单独臭氧氧化和O_3/H_2O_2氧化工艺相比,UV-Fenton工艺处理出水急性毒性相对较高,可能与臭氧的消毒作用有关。3种工艺对废水可生化性的提高程度不明显,BOD_5/COD从0.02最大提升到0.1左右。UV_(254)和三维荧光光谱的对比分析表明,3种工艺对出水中芳香族化合物和荧光物质具有明显的分解作用。单独O_3氧化可优先降解废水中腐植酸类物质中的共轭双键结构,而O_3/H_2O_2氧化工艺对环状共轭污染物的氧化效果更显著。随着UV-Fenton氧化处理,焦化废水中大分子的类腐植酸以及紫外区类富里酸优先被氧化降解,最终转化为可见区类富里酸和类蛋白质,而类蛋白质和可见区类富里酸物质在出水中仍存在较高浓度,UV-Fenton氧化工艺对荧光物质去除能力最差。     

臭氧氧化深度处理煤基合成油废水

为考察O_3氧化对煤化工废水中有机物的去除效果,采用O_3、 O_3/H_2O_2和O_3/H_2O_2/催化氧化3种工艺深度处理煤基合成油废水。在进水水质和O_3流量相同条件下,对COD和TOC去除效果依次为:O_3/H_2O_2/催化氧化工艺 O_3/H_2O_2氧化工艺单纯O_3氧化工艺。在优化试验中,当进水COD和TOC质量浓度分别为70.90和27.00mg/L, O_3气体流量为40 mL/min, H_2O_2投加量为30 mg/L,催化剂投加量为300 g/L,连续反应60 min的条件下,O_3、 O_3/H_2O_2、 O_3/H_2O_2/催化氧化3种工艺对COD和TOC的去除率分别为14.10%和23.13%、 46.12%和14.26%、26.85%和51.48%。O_3/H_2O_2/催化氧化工艺出水COD的质量浓度为38.20 mg/L,满足GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》中冷却用水和锅炉补给水要求。     

石灰石改性粉煤灰和Fenton氧化处理焦化废水的试验

常规焦化废水处理过程对难生物降解有机物及NH_3-N的去除效果较差,难以满足处理要求.本文以COD和NH_3-N去除率为指标,研究了石灰石改性粉煤灰吸附处理模拟焦化废水的吸附工艺,将改性粉煤灰吸附、Fenton氧化处理和生物处理组合,寻找简便而有效的焦化废水处理的组合工艺.研究表明,15%石灰石与粉煤灰混合并在900℃煅烧2h得改性粉煤灰,在改性粉煤灰用量为2%、pH值为5～7条件下吸附2 h,可使模拟焦化废水的COD和NH_3-N去除率分别达16%和50%左右.在"改性粉煤灰一次吸附-Fenton氧化-好氧生物过程-改性粉煤灰二次吸附"的组合工艺中,改性粉煤灰不但具有较好的预处理效果,而且还有较好的后处理能力;Fenton氧化所用试剂量少、操作简单(H_2O_2为40 mmol/kg,n(Fe~(2+))/n(H_2O_2)为1:10,pH 3,0.5 h);好氧生物过程是常规生物处理过程,易操作控制.经过组合工艺处理后,可使模拟焦化废水(COD为1450 mg/L,NH_3-N为110 mg/L)的COD和NH_3-N分别下降至45 mg/L和4 mg/L,达国家废水综合排放一级标准(GB8978-1996).     

O3/H2O2氧化法处理油田采油废水的试验研究

为降低出水COD,提高采油废水的可生化性,采用O_3、O_3/H_2O_2组合工艺对某油田采油废水进行处理,考察氧化反应时间、O_3质量浓度、pH、H_2O_2投加量、n(H_2O_2)∶n(O_3)对废水处理效果的影响。结果表明,单独使用O_3处理油田采油废水时,在O_3为20 mg/L、反应时间为60 min、废水pH为8.50条件下,COD去除率为28.5%,B/C由0.08提至0.248;O_3/H_2O_2组合工艺的处理效果更显著,在O_3为30 mg/L、反应时间为60 min、H_2O_2投加量为0.24 g/L、废水pH为8.50的最佳条件下,COD去除率达到55.4%,B/C提升至0.440。氧化处理不仅降低了废水COD,还可提高废水的可生化性,是一种较为有效的预处理技术。     

水热法合成纳米Fe_3O_4及其对含酚废水的处理

通过水热法制备了纳米四氧化三铁,采用X射线衍射仪、透射电子显微镜对其进行了表征。以合成的纳米四氧化三铁为催化剂,过氧化氢为氧化剂,催化氧化含邻苯二酚的模拟废水和含邻甲苯酚的工业废水。结果表明:含邻苯二酚模拟废水和含邻甲苯酚的工业废水的挥发酚去除率分别为99.9%和99.3%,化学需氧量下降率分别为87.5%和95.4%。纳米四氧化三铁作为催化剂多次循环使用后仍具有较高的催化活性。通过亚甲基蓝捕捉法,检测了催化氧化反应中羟基自由基的产生并确定了H2O2的投料方式,探讨了邻苯二酚模拟的催化氧化降解途径。     

过硫酸钠与双氧水催化降解印染废水的试验研究

为了考察Fe2+/Na_2S_2_O8/H_2O_2氧化体系对实际印染废水的处理效果,首先试验确定Fe2+/H_2O_2和Fe2+/Na_2S_2O_8氧化体系的最佳药剂投加量以及Fe2+/Na2S2O8/H2O2氧化体系的最佳p H,基于最佳p H条件下以药剂投加量为自变量,废水COD去除率为响应值,通过Box-Behnken设计方法设计试验,利用响应曲面分析优化,以优化结果为基础,改变氧化体系中药剂的投加时间与顺序,得出Fe2+/Na2S2O8/H_2O_2氧化体系最优工艺参数,经过90 min反应后,出水COD达到纺织染整行业废水排放限值。     

Fenton与电化学耦合铁氧化法处理焦化废水的对比研究

以焦化废水为研究对象,通过研究Fenton氧化法和电化学耦合铁氧化法对焦化废水的降解效果,对比这两种工艺的运行效能。在两种工艺的最佳条件下,对焦化废水的处理效果进行对比实验。Fenton工艺中,在pH为3.5,H_2O_2与Fe~(2+)的浓度比为3∶1,反应30 min,H_2O_2的浓度为1.4 g/L的条件下对厌氧池中的废水进行降解,COD和UV_(254)的去除效果分别为48%和34.7%;而在电化学耦合铁板氧化工艺中,在不调节pH,电解30 min,电流密度为30 mA/cm~2,过硫酸盐浓度为6 mmol/L时,COD和UV_(254)的去除效果分别为66%和69%。电化学耦合铁氧化对焦化废水的运行效果明显优于Fenton氧化法,在两种高级氧化法中,起主要作用的是羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO■·),由于SO■·的稳定性要强于·OH,所以·OH与有机物氧化效果不如SO■·效果好。在电化学耦合铁体系中,铁的絮凝物(Fe(OH)_2、Fe(OH)_3)对有机物也有相应的降解效果,可以去除浊度和色度。因此,电化学耦合铁体系对焦化废水的运行效果要明显优于Fenton氧化法。     

Fenton与电化学耦合铁氧化法处理焦化废水的对比研究

以焦化废水为研究对象,通过研究Fenton氧化法和电化学耦合铁氧化法对焦化废水的降解效果,对比这两种工艺的运行效能。在两种工艺的最佳条件下,对焦化废水的处理效果进行对比实验。Fenton工艺中,在pH为3.5,H_2O_2与Fe⁽²⁺⁾的浓度比为3∶1,反应30 min,H_2O_2的浓度为1.4 g/L的条件下对厌氧池中的废水进行降解,COD和UV_(254)的去除效果分别为48%和34.7%;而在电化学耦合铁板氧化工艺中,在不调节pH,电解30 min,电流密度为30 mA/cm(2+)的浓度比为3∶1,反应30 min,H_2O_2的浓度为1.4 g/L的条件下对厌氧池中的废水进行降解,COD和UV_(254)的去除效果分别为48%和34.7%;而在电化学耦合铁板氧化工艺中,在不调节pH,电解30 min,电流密度为30 mA/cm²,过硫酸盐浓度为6 mmol/L时,COD和UV_(254)的去除效果分别为66%和69%。电化学耦合铁氧化对焦化废水的运行效果明显优于Fenton氧化法,在两种高级氧化法中,起主要作用的是羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO■·),由于SO■·的稳定性要强于·OH,所以·OH与有机物氧化效果不如SO■·效果好。在电化学耦合铁体系中,铁的絮凝物(Fe(OH)_2、Fe(OH)_3)对有机物也有相应的降解效果,可以去除浊度和色度。因此,电化学耦合铁体系对焦化废水的运行效果要明显优于Fenton氧化法。     

仿酶磁性改性焦炭深度处理焦化废水的实验研究

采用氧化沉淀法制备了Fe_3O_4/改性焦炭复合催化剂,使用扫描电镜(SEM)和傅里叶交换红外光谱(FTIR)对其进行表征,考察了催化剂投加量、初始H_2O_2浓度、初始pH、温度对降解焦化废水效果的影响。结果表明,降解焦化废水的最佳条件:催化剂投加量为1.2 g/L,初始H_2O_2浓度为60 mmol/L,初始pH为3.0,温度为45℃,处理后的焦化废水达到排放标准。催化剂结构稳定、易磁分离循环利用。     

炼油厂预处理废水的Fenton氧化技术研究

采用Fenton氧化法对含油废水进行了深度处理,探讨了H_2O_2浓度、氧化剂与催化剂比例及催化剂改进等因素对废水中COD、BOD_5去除率的影响,结果表明:(1)随着H_2O_2浓度增加,含油废水中COD和BOD_5的去除率均呈现出先增加后逐渐下降或稳定的趋势,在浓度为40mmol/L时达到最大值;(2)随着氧化剂︰催化剂比例的增加,COD的去除率随之逐渐下降;(3)在H_2O_2浓度为60 mmol/L、H_2O_2︰Fe~(3+)为10︰1、pH值为3的正交实验条件下,其平均去除率最高,达到了73.48%,该结论可为含油废水深度处理提供实验依据。     

活性炭负载铁催化剂催化氧化聚乙烯醇废水

为解决膜技术处理聚乙烯醇(PVA)废水时出现的膜材料孔道堵塞、设备反洗频繁等问题,以等体积浸渍法制备了Fe/活性炭(AC)催化剂,并采用H_2O_2催化氧化法预处理PVA模拟废水。结果表明,Fe/AC催化剂在H_2O_2催化氧化PVA废水工艺中能够高效降解水中的PVA,将0.2 g Fe/AC催化剂和4 m L H_2O_2加入到200 m L质量浓度为500 mg/L的PVA模拟废水中,PVA去除率达到91%。     

Fe3O4@SiO2/HDI-CNTs/PUU纳米复合材料的制备与性能研究

为了拓宽形状记忆高分子材料聚(脲-氨酯)的形状记忆响应方式,向聚(脲-氨酯)基体中添加四氧化三铁纳米粒子和碳纳米管。为了改善四氧化三铁纳米粒子在基体中的分散性,对四氧化三铁纳米粒子进行了Si O_2包覆;为了避免碳纳米管在基体发生自聚,向碳纳米管表面引入异氰酸酯基团,从而使碳纳米管以化学键合的方式分散在基体中。通过对Fe_3O_4@Si O_2/HDI-CNTs/PUU纳米复合材料的结构、拉伸性能、形状记忆性能等的研究,结果表明,当Fe_3O_4@Si O_2添加量为5%,HDI-CNTs添加量为3%时,材料的综合性能较优。     

纳米二氧化钛光催化氧化焦化废水的研究

以四氯化钛为原料,采用溶胶-凝胶法制备出二氧化钛粉体,将其用于焦化废水的光催化氧化.当热处理温度为60 0℃时,得到的二氧化钛混合晶体平均粒径为65 nm,其中金红石相占2 1 .3% ,实验研究表明,该混合晶体对焦化废水的处理效果最佳.用该混合晶体处理焦化废水的最佳工艺为:每1 0 0 m L废水中加入0 .4g纳米二氧化钛混合晶体,在阳光下照射4h,CODcr值去除率可达5 0 %以上.     

高级氧化工艺处理煤化工反渗透浓水的研究

对比分析了Fenton氧化、O_3/H_2O_2氧化和电化学氧化对煤化工反渗透浓水的处理特性。结果表明,Fenton氧化最佳反应条件为:m(H_2O_2)∶m(COD)=1.5,n(Fe⁽²⁺⁾)∶n(H_2O_2)=0.4,反应时间为60 min;O_3/H_2O_2氧化最佳反应条件为:臭氧气体流量为200 mL/min,m(H_2O_2)∶m(COD)=2,反应时间为80 min;电化学氧化最佳反应条件为:电流强度1 A,反应时间60 min。在上述反应条件下,Fenton氧化、O_3/H_2O_2氧化和电化学氧化对煤化工反渗透浓水的COD去除率分别为46.2%,63.5%和66.4%,并从处理效果、处理成本、投资、操作难易、有无二次污染等方面对这3种高级氧化技术进行比较,确定出O_3/H_2O_2氧化为最适宜的工艺。     

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。     

磁性Fe3O4纳米粒子的制备

磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子以其比表面积大、低毒性和良好的生物相容性等物理化学性质而得到广泛关注。采用共沉淀法制备磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子,并通过单因素实验优化制备工艺。结果表明,制备Fe_3O_4纳米粒子的优化工艺参数为:Fe~(2+)与Fe~(3+)浓度比为1.00∶1.50、铁盐浓度为0.30 mol·L~(-1)、反应温度为60℃、 NaOH溶液的浓度为0.25 mol·L~(-1)。该条件下,Fe_3O_4纳米粒子形貌为球形,平均粒径为65.15 nm,饱和磁强度为63.5 emu·g~(-1)。     

催化氧化法处理酸性大红GR模拟废水

采用催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO),在常压条件下,以铜等过渡金属负载Al_2O_3类载体为催化剂、H_2O_2为氧化剂,考察了酸性大红GR染料废水的模拟工艺中各工艺参数对废水处理效果的影响,在初始COD 1600mg/L时,得到最优工艺条件为:pH 7～8,反应温度40℃,催化剂加入量30 g/L,H_2O_2加入量3 mL/L,该工艺条件下,反应1 h后,染料废水的COD去除率达76%,脱色率为90%.     

微波辅助催化氧化罗丹明B废水研究

通过将Fenton氧化体系与磁性纳米粒子CuFe_2O_4结合使用,在微波辅助的条件下应用于罗丹明B废水的高效处理中,并对影响因素进行了系统研究。结果显示,使用CuFe_2O_4作为催化剂的氧化体系,在p H值为4.0,反应温度为80℃,罗丹明B初始质量浓度为100 mg/L,CuFe_2O_4投加量为1 125 mg/L,H_2O_2投加量为2.5 m L/L,反应时间为2 min的条件下,可以将罗丹明B废水的去除率提高至接近100%。     

磁性四氧化三铁纳米粒子的合成及表征

纳米四氧化三铁是一种多功能磁性材料.水解法制备四氧化三铁纳米颗粒的主要影响因素有熟化温度、二价铁与三价铁的物质的量比和滴定终点的pH.正交实验分析结果表明:二价铁与三价铁的物质的量比为1:1.75、恒温熟化温度为80℃、终点的pH=11的条件下,可合成粒径分布在0.1 μm以下、质量分数为95.53%磁性四氧化三铁纳米粉体.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及振动样品磁强计(VSM)对优化实验产物进行分析表明,纳米粒子属单相立方晶型,平均粒径为56nm,纯度高、超顺磁性.     

多聚磷酸络合纳米铜降解罗明丹B研究

为增强纳米零价铜(nZVC)/H_2O_2体系在中性条件下的氧化能力,以罗明丹B(RhB)模拟染料废水为对象,对nZVC/H_2O_2/多聚磷酸(PPA)体系氧化降解RhB效果进行了研究。结果表明,反应60 min时,nZVC/H_2O_2体系中RhB的降解率为13.49%,nZVC/H_2O_2/PPA体系中RhB的降解率为89.29%;通过投加叔丁醇发现,体系中反应物种主要为HO~·;pH的改变对nZVC/H_2O_2/PPA体系氧化能力影响不大;同时,提高H_2O_2、PPA、nZVC投加量均会对RhB的降解起促进作用;降解反应遵循二级反应动力学。PPA的加入可以有效提升nZVC/H_2O_2体系在中性条件下的氧化能力,有效降解水中目标污染物。