Fenton法预处理高浓度焦化废水的影响因素与动力学研究

采用Fenton预处理高浓度焦化废水,以COD和挥发酚为评价指标,通过正交和单因素实验研究了废水初始pH值、H_2O_2量、[Fe~(2+)]/[H_2O_2]和反应时间对处理效果的影响,同时对反应过程的动力学进行了探讨。结果表明:同时降解COD和挥发酚的最佳控制条件是pH值为3、H_2O_2投加量为170 m L/L、Fe~(2+)/H_2O_2摩尔比为1:80、反应时间为20 min,此时COD和挥发酚的去除率分别达到80%和95%以上;COD的降解反应符合一级动力学方程规律,相关系数R~2=0.991 5,反应速率常数为0.446 9 min~(-1)。     

Fe2+活化过硫酸钠氧化脱色罗丹明B溶液

采用Fe2+活化过硫酸钠降解脱色罗丹明B溶液,考察了Fe2+初始浓度对罗丹明B溶液脱色率的影响及其反应过程中pH的变化。实验结果表明:Fe2+初始浓度活化过硫酸钠降解脱色罗丹明B溶液最佳值为400 mg/L,反应60 min内pH随反应下降。罗丹明B初始浓度为10 mg/L,初始pH为3,投加过硫酸钠初始浓度为400 mg/L,Fe2+初始浓度为400 mg/L时,反应60 min,罗丹明B溶液脱色率达95.7%。其反应过程遵循一级动力学规律,反应途径可分为脱乙基反应、脱色反应、开环反应。     

均相与非均相超声-芬顿催化降解水中罗丹明B

以染料罗丹明B(RhB)为目标污染物,以泡沫铁为非均相催化剂,比较均相与非均相超声芬顿体系对RhB的去除效果,并考察了RhB初始含量、溶液初始pH、H_2O_2投加量等因素的影响。通过对不同体系反应速率、Fe~(2+)含量变化以及H_2O_2产量的比较分析,探索比较了降解机制。结果表明,均相超声芬顿体系对RhB的去除率高于非均相超声芬顿体系,当初始RhB的质量浓度为5 mg/L,初始pH为3,H_2O_2投加量为0.5 mmol/L时,RhB去除率分别达到99.86%、94.43%;前40 s符合一级反应动力学方程,基于泡沫铁的非均相芬顿体系可在超声辐射下产生更多Fe~(2+)和H_2O_2,从而有利于对目标污染物的持续降解。     

超声-泡沫铜耦合降解罗丹明B

以泡沫铜作为催化剂与超声波耦合降解罗丹明B溶液,分别考察了H2O2投加量、溶液初始pH以及超声功率对罗丹明B降解效果的影响。结果表明,在H_2O_2的投加量为5.0 mmol/L、超声功率300 W、溶液初始pH为3.0的条件下,初始质量浓度为5 mg/L的罗丹明B溶液反应25 min,去除率为99.41%,比超声单独作用相比,增加了86.75个百分点。理论分析显示,超声-泡沫铜耦合体系通过羟基自由基氧化和泡沫铜还原协同降解罗丹明B。     

蛭石-Fe_2O_3/MnO_2非均相Fenton催化剂降解水中罗丹明B染料

采用共沉淀法制备出蛭石–Fe_2O_3/MnO_2非均相Fenton催化剂,并利用该催化剂高效降解水中罗丹明B染料。利用X射线荧光光谱分析、N_2吸附、扫描电子显微镜、能谱分析仪以及X射线光电子能谱对材料进行了表征。结果表明:在室温,催化剂投加量0.1 g/L、H2O2投加量10.0 mmol/L、溶液初始p H=4.5以及罗丹明B浓度为90.0 mg/L的条件下,反应50 min罗丹明B的脱色率达到98.76%。运用一级动力学方程对反应过程进行拟合,R20.97。根据罗丹明B最大吸收峰位置的变化,推断反应体系中可能发生的反应并进行了自由基掩蔽实验。     

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。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用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,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用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,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

加压溶气强化臭氧氧化降解活性艳红X-3B

对采用加压溶气强化臭氧氧化技术降解活性艳红X-3B进行了研究。考察了反应体系溶气压力、初始pH、气水比及臭氧投加量等因素对活性艳红X-3B染料废水CODCr去除率及脱色率的影响,并对其降解反应动力学和机理进行了初步探讨。结果表明,加压溶气强化臭氧氧化技术可以快速降解废水中染料分子,与常压鼓泡曝气技术相比,在30 min内CODCr去除率提高30. 3%,脱色时间缩短15 min;溶气压力的提升和臭氧投加量的增加均有利于废水CODCr去除和脱色,初始p H和气水比对废水CODCr去除率和脱色率影响较小。在加压溶气情况下,活性艳红X-3B的降解反应过程符合表观一级反应动力学方程,且表观速率常数与臭氧投加量呈正相关关系。     

催化湿式过氧化氢氧化处理酸性橙Ⅱ动力学研究

采用催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)处理酸性橙Ⅱ染料废水,研究催化氧化过程中酸性橙Ⅱ的反应动力学。通过正交试验考察反应温度、初始pH值、H_2O_2浓度、催化剂量对酸性橙Ⅱ降解效果的影响,得到最佳反应条件为:反应温度60℃,初始pH=3,H_2O_2浓度24 mmol/L及催化剂0.050 g,酸性橙Ⅱ脱色率接近100%,COD去除率为77.66%。各反应条件对降解效果的影响顺序为:反应温度>初始pH>H_2O_2浓度>催化剂量。过氧化氢催化氧化酸性橙Ⅱ过程符合Fermi方程动力学模型,通过Marquardt-Levenberg算法回归计算得到动力学参数。     

Fe/C微电解+Fenton试剂处理酸性品红废水的研究

考察铁屑投加量、碳铁质量比、废水pH、曝气量、反应时间对品红废水脱色率、COD去除率的影响,采用芬顿法进一步处理微电解出水。结果表明,在废水pH 2.5,铁屑投加量60 g/L,碳铁质量比2∶1,曝气量600 mL/(min·L),反应时间3 h处理效果最好,脱色率和COD去除率分别达到了94.42%,66.28%;不调节微电解出水pH,投加12 mL/L FeSO_4(浓度0.1 mol/L),6 mL/L H_2O_2(质量分数30%),反应20 min,出水COD 55.49 mg/L,色度58.9倍。     

Fenton试剂对废水中苯胺及COD的去除率影响因素的研究

Fenton氧化法是处理难生物降解的苯胺废水的有效方法。本文以苯胺去除率和COD去除率为指标,采用控制变量法探究Fe~(2+)投加量、H_2O_2投加量以及pH值等因素对Fenton试剂处理模拟苯胺废水的处理效果,分析Fenton试剂降解苯胺的机理。研究结果表明,对于浓度为10μg/mL的模拟苯胺废水,当0.5mol/L的FeSO_4溶液投加量为2.5mL、30%H_2O_2溶液投加量为1.5mL(Fe~(2+)与H_2O_2物质的量比约为10∶1),溶液pH值为3.0左右时,苯胺去除率可达到88%;在投加溶液稀释相同的倍数情况下,相应COD去除率可达到68%,为后续的生化处理提供有效条件。     

Fe/C微电解+Fenton试剂处理酸性品红废水的研究

考察铁屑投加量、碳铁质量比、废水pH、曝气量、反应时间对品红废水脱色率、COD去除率的影响,采用芬顿法进一步处理微电解出水。结果表明,在废水pH 2.5,铁屑投加量60 g/L,碳铁质量比2∶1,曝气量600 mL/(min·L),反应时间3 h处理效果最好,脱色率和COD去除率分别达到了94.42%,66.28%;不调节微电解出水pH,投加12 mL/L FeSO_4(浓度0.1 mol/L),6 mL/L H_2O_2(质量分数30%),反应20 min,出水COD 55.49 mg/L,色度58.9倍。     

纳米Fe_3O_4催化非均相Fenton体系降解含酚废水的研究

采用纳米Fe_3O_4催化Fenton体系处理模拟苯酚废水和煤液化废水,考察了初始H_2O_2浓度、催化剂浓度和pH对降解过程的影响,以及催化剂的循环利用效果。结果表明:苯酚的降解符合一级反应动力学,在最佳运行条件下处理100 mg/L苯酚废水,180 s苯酚去除率为100%,120 min苯酚TOC减少44.3%。在最佳反应条件下处理煤液化废水时,COD去除率可达74.73%,pH为5时可去除42.8%的COD,同时B/C由0.20提高到0.50,且催化剂可稳定运行3次。     

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。     

TiO2/浮石光催化降解活性艳红X-3B的中试研究

采用TiO2/浮石悬浮态光催化剂,对活性艳红X-3B模拟废水进行了光催化降解的中试研究.考察了催化剂投加量、曝气量、溶液pH、投加助剂H2O2、污染物初始浓度对光催化效率的影响.结果表明,TiO2/浮石在中试条件下对活性艳红X-3B有较好的降解效果;催化剂最佳投加质量浓度为45g/L,增大曝气量和pH,适当投加助剂H2O2有利于光催化降解效率的提高;活性艳红X-3B的光催化降解过程符合负一级反应动力学规律,反应速率常数与活性艳红X-3B模拟废水初始浓度之间具有近似负一级的动力学关系.     

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。     

磁性树脂催化H_2O_2降解盐酸黄连素制药废水的研究

通过化学合成法制备出磁性大孔树脂类Fenton催化剂,研究其催化降解盐酸黄连素制药废水的效能,同时考察了pH值、H_2O_2投加量、催化剂投加量及废水初始浓度对其降解效能和反应速率的影响。结果表明:在盐酸黄连素的初始质量浓度为800 mg/L、催化剂投加量为15 g/L、H_2O_2投加量为297 mmol/L、pH值为4、室温(25.0±0.5)℃的条件下,盐酸黄连素的降解率为84.4%,达到最高。研究表明,该非均相类Fenton反应体系对pH值的使用范围广,且催化剂易于分离,反应数次后依然具有较高的催化活性,重复利用率高。     

零价铁/MCM-48介孔分子筛协同处理染料废水的研究

以活性艳兰染料废水为目标降解物,研究废铁屑投加量、MCM-48介孔分子筛投加量、和反应接触时间等影响因素。结果表明:在最优条件铁屑投加量100 g/L、介孔分子筛投加量1g/L、振荡时间30min下,废水脱色率可达到85%,COD去除率也可达到65%。该降解反应动力学方程基本符合准一级动力学反应。     

CeO_2-SBA-16的制备及湿式催化过氧化丙烯腈废水研究

微波条件下,采用软模板法制备了介孔催化剂CeO_2-SBA-16,用于处理丙烯腈废水,探讨了催化剂投加量、H_2O_2投加量、微波反应温度及微波反应时间对丙烯腈废水COD去除率的影响。结果表明,当CeO_2-SBA-16投加量1.0 g,H_2O_2投加量5 m L,反应时间40 min,微波反应温度100℃时,COD去除率达85%以上。