Fenton氧化降解水中磺胺甲恶唑的研究

以 COD 为评价指标,考察了 Fenton氧化法对水中磺胺甲噁唑（SMX）去除效果。通过探讨 H₂O₂投加量、Fe²⁺投加量以及溶液初始 pH 对 COD 去除的影响,确定了 Fenton 去除 SMX 的优化工艺条件为：pH=3,H₂O₂投加量为 10mmol/L,Fe²⁺投加量为 1.0 mmol/L,在该条件下,COD 去除率可达 71.8%。与经典动力学相比,伪动力学模型能很好拟合 SMX 的去除过程,其中伪二级动力学模型的相关系数为 0.999 9。此外,根据 GC/MS 分析结果,推测了 SMX 可能的降解途径。     

电芬顿工艺对垃圾渗滤液纳滤浓缩液的处理性能研究

本研究采用电芬顿工艺处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液,系统考察电流密度、n(H₂O₂):n(Fe²⁺)、pH等工艺参数对渗滤液纳滤浓缩液COD的去除性能,运用响应曲面法推算最优工艺条件。结果表明,电芬顿处理渗滤液纳滤浓缩液的最优工艺参数反应时间为2h,电流密度为6.471 mA/cm²,n(H₂O₂):n(Fe²⁺)为12,pH为3.78,COD去除率可达到80.7%。     

木材加工废水试验研究

研究了混凝-微电解-Fenton联合预处理木材加工废水,通过单因素与正交试验考察了混凝剂投加量、反应时间、填料投加量、曝气量、双氧水投加量等因素对于处理效果的影响,并确定了最佳反应条件。结果表明,在PAC投加量700 ppm时,混凝过程对于COD的最佳去除率为42%。正交实验表明反应时间对于COD去除率果影响较大,在HRT=3 h,填料量40%,曝气量20 mL/min, Fe²⁺与H₂O₂摩尔比为2的条件下,处理效果最佳,COD去除率达到46%以上。     

三乙胺废水的芬顿实验研究

采用Fenton试剂处理三乙胺废水,探究水样pH值、Fe²⁺与H₂O₂投加量、反应时间等因素的影响。结果表明,最佳实验条件为水样pH值2.5,投加Fe²⁺500 mg/L,H₂O₂13.2 g/L,反应90 min的条件下,三乙胺的去除率达98%。动力学方程为：V=2.126 4×10^-5 c^{0.755 2} c_a^{0.383 8}c_b^{0.600 7}。     

Fe0类Fenton氧化处理农药中间体废水

通过单因素实验探究了Fe⁰类Fenton氧化处理农药中间体废水过程中的最适Fe⁰和H₂O₂投加量、初始pH值和最佳处理时间，研究了处理后出水BOD₅/COD_Cr(B/C)值、体系中亚铁和总铁含量以及·OH的变化规律。结果表明Fe⁰类Fenton体系中，最适Fe⁰投加量为6.59 g/L,H₂O₂投加量为3.33 g/L,初始pH=3,处理时间为50 min, COD_Cr去除率达到42.50%。相比于传统Fenton体系，Fe⁰类Fenton体系COD_Cr 去除率提高了约17%,出水B/C值达到0.34,加速了·OH的产生，H₂O₂添加量明显减少，铁的利用效率得到提高，可以有效减少含铁污泥的生成。     

石英砂表面负载铁氧化物的方法和特性

以石英砂(0.5mm)为载体,建立流化床-Fenton系统,在pH值为3.5、Fe²⁺/H₂O₂摩尔比为2:1和进水量为试验装置设计进水量的1/3～1/2条件下,连续加入Fenton试剂,使得铁氧化物在载体表面结晶。这是因为凹凸不平的石英砂和均匀的流化状态有利于铁氧化物的覆膜,同时具有高效传质的流化床进一步强化覆膜过程。通过XRD分析可知,铁氧化物的主要成分是FeOOH、Fe₂O₃、FeO和Fe₂(SO₄)₃。同时将此系统用于处理有机硅废水和合成制药废水,在优化操作条件下,COD和TOC的去除率可达80%和85%,总铁(Fe³⁺)的消减量达26%。     

内循环式铁碳微电解/H2O2耦合工艺处理多晶硅有机废水

针对铁碳微电解反应中填料易板结及处理效率低等问题,通过增加内循环装置改进反应器结构,同时将铁碳微电解与H₂O₂进行工艺耦合,用于处理多晶硅有机废水,考察了Fe-C投加量、初始pH值、H₂O₂投加量、反应时间等工艺条件对COD去除率的影响,并通过响应面法优化了工艺条件。结果表明,各工艺条件对多晶硅有机废水COD去除效果的影响大小为：铁碳投加量>反应时间>H₂O₂投加量>初始pH值,其最适宜工艺条件为：铁碳投加量250 g·L^-1,初始pH值2.8,H₂O₂投加量112 mL·L^-1,反应时间83 min,该反应条件下COD的去除率为71.26%。铁碳/H₂O₂降解多晶硅有机废水COD的动力学回归方程为Y=0.5273X-0.6347,降解COD的速率常数为0.527 3 min^-1。     

Cu2+和Co2+促进芬顿氧化处理垃圾渗滤液的研究

通过在传统芬顿体系中加入Cu²⁺、Co²⁺,研究Cu²⁺/Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂、Cu²⁺/Fe²⁺/H₂O₂、Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂和Fe²⁺/H₂O₂四种芬顿体系对垃圾渗滤液的处理效果,发现当初始pH分别为2、3、4、5、6时,各体系去除CODCr的效果排序为Cu²⁺/Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂>Cu²⁺/Fe²⁺/H₂O₂>Co²⁺/Fe^2...     

抗坏血酸对Fe2+/H2O2体系氧化NO的促进作用

采用实验方法研究了低成本环境友好型添加剂抗坏血酸(AA)对Fe²⁺/H₂O₂体系氧化NO气体及其对体系内H₂O₂分解的影响,分析了AA对体系氧化NO能力及H₂O₂分解的影响机制。研究结果表明:AA通过加速Fe³⁺向Fe²⁺的转化而促进Fe²⁺/H₂O₂体系对NO的氧化。[AA]₀:[Fe²⁺]₀对体系氧化NO的能力及H₂O₂的分解具有重要影响。综合考虑NO氧化脱除量及H₂O₂消耗量,合理的[AA]₀:[Fe²⁺]₀为1/3~1/2。AA的分次添加方式可大幅度提升体系氧化NO气体的能力。研究结果可望为发展基于H₂O₂为氧化剂的烟气NO绿色氧化技术提供理论基础。     

UV/Fe0/H2O2降解乙苯气体的工艺研究

以零价铁(Fe⁰)代替Fe²⁺作Fenton试剂催化剂,考察H₂O₂浓度、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比和pH值对UV/Fe⁰/H₂O₂技术降解乙苯气体的影响,分析了反应过程中H₂O₂和铁物质的浓度变化,通过GC-MS检测不同时间段的液体中间产物。结果表明,以48μm工业级Fe⁰作催化剂,在H₂O₂浓度为100 mmol/L、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比为40和pH值为3的优化条件下,UV₃₆₅/Fe⁰/H₂O₂体系中乙苯气体降解率在45 min内达到67.5%。检测到不同时间段的液体中间产物,如甲苯、苯乙醇...     

Fe/Fe cycling promoted by Ta3N5 under visible irradiation in Fenton degradation of organic pollutants

Ta₃N₅ was synthesized by nitridation of Ta₂O₅ under NH₃ flow at 700 °C. The catalyst was pure Ta₃N₅ according to X-ray diffraction (XRD), and was about 5 nm in size with a BET specific surface area 52.8 m²/g. When Ta₃N₅ was added to Fe³⁺/H₂O₂ solution (known as Fenton-like system), most Fe³⁺ were adsorbed on the Ta₃N₅ surface and could not react with H₂O₂ in the dark, which is different from the general Fenton reaction. Under visible light irradiation, adsorbed Fe³⁺ ions were reduced to Fe²⁺ rapidly and Fe²⁺ were reoxidized by H₂O₂ on the Ta₃N₅ surface, thus a fast Fe³⁺/Fe²⁺ cycling was established. Kinetics and ESR measurements supported this mechanism. The Ta₃N₅/Fe³⁺/H₂O₂ system could efficiently decompose H₂O₂ to generate hydroxyl radicals driven by visible light, which could accelerate significantly the degradation of organic molecules such as N,N-dimethylaniline (DMA), and 2,4-dichlorophenol (DCP). A mechanism was proposed for iron cycling on the basis of experimental results.     

The kinetics of phenol decomposition under UV irradiation with and without H2O2 on TiO2, Fe–TiO2 and Fe–C–TiO2 photocatalysts

H₂O₂ used in the photo-Fenton reaction with iron catalyst can accelerate the oxidation of Fe²⁺ to Fe³⁺ under UV irradiation and in the dark (in the so called dark Fenton process). It was proved that conversion of phenol under UV irradiation in the presence of H₂O₂ predominantly produces highly hydrophilic products and catechol, which can accelerate the rate of phenol decomposition. However, while H₂O₂ under UV irradiation could decompose phenol to highly hydrophilic products and dihydroxybenzenes in a very short time, complete mineralization proceeded rather slowly. When H₂O₂ is used for phenol decomposition in the presence of TiO₂ and Fe–TiO₂, decrease of OH radicals formed on the surface of TiO₂ and Fe–TiO₂ has been observed and photodecomposition of phenol is slowed down. In case of phenol decomposition under UV irradiation on Fe–C–TiO₂ photocatalyst in the presence of H₂O₂, marked acceleration of the decomposition rate is observed due to the photo-Fenton reactions: Fe²⁺ is likely oxidized to Fe³⁺, which is then efficiently recycled to Fe²⁺ by the intermediate products formed during phenol decomposition, such as hydroquinone (HQ) and catechol.     

电芬顿-臭氧一体化工艺处理船舶生活污水

高级氧化技术是一种新型、绿色的水处理工艺,通过各种强化技术更快、更多地产生具有强氧化性的羟基自由基,使其与废水中的有机物发生链式反应,从而将废水中的有机物快速高效降解为无害的无机盐。采用两种典型的高级氧化技术：电芬顿和臭氧,一体化处理船舶生活污水,研究结果表明：在电流密度20 mA/cm²,芬顿试剂n（H₂O₂）：n（Fe²⁺）=3：1,C（Fe²⁺）为0.01 mol/L,氧气速率2 L/min,臭氧投加量6 g/L时,电芬顿-臭氧一体化装置能有效降解船舶生活污水中的污染物,当处理时间为120 min时,对COD去除率可达86.4%。     

电Fenton法处理染料废水的研究

采用电Fenton法预处理染料废水,对影响COD及色度去除率的各种因素,包括内电解反应的初始pH值、铁的投加量、铁炭投加比,Fenton试剂氧化处理过程中初始pH值、H2O2的投加量及投加方式、反应时间等进行了研究。结果表明,内电解反应的最佳条件为：pH值为3．0,铁的投加量为25g/L,Fe／C为1：1．3;Fenton试剂氧化处理染料废水的最佳条件为：H2O2投加量为30mmol／L,pH值为内电解出水pH值（4．0左右）,反应时间为50min。COD去除率可达58％,色度去除率可达95％以上,B／C的值也由原来的0．08提高到0．36左右。     

Fe2+/H2O2体系降解MB机制及影响因素研究

以亚甲基蓝（MB）作为目标污染物，实验研究了Fe²⁺/H₂O₂体系降解MB的活性物质，明确了主要反应条件对MB降解的影响特性。结果表明：HO₂?没有直接降解MB的能力；Fe²⁺/H₂O₂体系对MB的降解能力主要来自于?OH；Fe²⁺/H₂O₂体系降解MB可分为快速反应阶段和匀速反应阶段。快速反应阶段的MB降解率随温度升高而下降。体系对MB降解能力随H₂O₂初始浓度增加呈现先升高后减弱的趋势，本实验条件下，最佳H₂O₂初始浓度为5 mmol·L^-1。体系对MB降解能力随Fe²⁺初始浓度的增加而单调增加。MB降解速率随MB初始浓度的增加而增加，但MB降解率随其初始浓度呈现先增大后减小的趋势。保证?OH生成速率及其有效利用是提高体系氧化能力及H₂O₂利用率的关键。     

Fe2+/H2O2体系内各种自由基在氧化NO中的作用

Fe²⁺/H₂O₂体系可分解产生多种氧化性自由基, 主要包括O₂^-·、·OH和HO₂·。本文实验研究了O₂^-·、·OH及HO₂·在Fe²⁺/H₂O₂体系氧化NO气体过程中的作用。结果表明:在本实验条件下, O₂^-·对NO气体的氧化作用不明显;·OH及HO₂·是该体系氧化NO气体的主要活性物质, 其中·OH的氧化作用更大。加快自由基的生成速率可以增强Fe²⁺/H₂O₂体系对NO气体的氧化能力, 但O₂的生成速率同时加快。只有少量·OH及HO₂·参与NO的氧化, ·OH与HO₂·之间的快速反应是Fe²⁺/H₂O₂体系氧化NO过程中H₂O₂利用率低的主要原因。     

H2O2改性稻杆作为Pb2+吸附剂的工艺优化

H₂O₂改性稻杆作为Pb²⁺吸附剂,具有改性工艺环保、简单、成本低,以及对Pb²⁺吸附率高等特点,是一种优良的改性剂。优化改性工艺,制备优良吸附性能的H₂O₂改性稻杆具有较强的实用价值。详细探讨了改性工艺的影响因素如pH值、H₂O₂用量、Fe²⁺/H₂O₂物质的量之比、改性温度、改性时间、稻杆颗粒度和稻杆用量等对改性效果的影响,在单因素实验的基础上,通过正交实验和对比实验对改性工艺进行了进一步优化。得出最适宜的改性工艺为：在100 mL的溶液中,不加FeSO₄的情况下,稻杆用量为3 g,改性pH值为8,H₂O₂用量为稻秆用量的30%,稻杆颗粒度为40目,改性温度为20℃,改性时间为4 h。用2 g H₂O₂改性稻秆处理100 mL 200 mg/L的Pb²⁺废水时,对Pb²⁺的吸附率为94.45%,吸附容量为9.445 mg/g,表明H₂O₂改性稻秆具有优良的吸附性能。     

Degradation of pesticides in water using solar advanced oxidation processes

Alachlor, atrazine and diuron dissolved in water at 50, 25 and 30 mg/L, respectively were photodegraded by Fe²⁺/H₂O₂, Fe³⁺/H₂O₂, TiO₂ and TiO₂/Na₂S₂O₈ treatments driven by solar energy at pilot-plant scale using a compound parabolic collector (CPC) photoreactor. All the advanced oxidation processes (AOPs) employed mainly compared the TOC mineralisation rate to evaluate treatment effectiveness. Parent compound disappearance, anion release and oxidant consumption are discussed as a function of treatment time. The use of Fe²⁺ or Fe³⁺ showed no influence on the reaction rate under illumination and the reaction using 10 or 55 mg/L of iron was quite similar. TiO₂/Na₂S₂O₈ showed a quicker reaction rate than TiO₂ and a similar rate compared to photo-Fenton. The main difference found was between TiO₂/Na₂S₂O₈ and photo-Fenton, detected during atrazine degradation, where pesticide transformation into cyanuric acid was confirmed only for TiO₂/Na₂S₂O₈.     

Fe2+/H2O2体系O2生成路径

掌握Fe²⁺/H₂O₂体系O₂的生成路径,可为避免H₂O₂无效分解,开发经济高效的Fe²⁺/H₂O₂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Fe²⁺/H₂O₂体系内各种自由基对O₂生成速率的影响,进而确定O₂的生成路径。结果表明:Fe²⁺/H₂O₂体系内不会产生大量O₂^-·,O₂^-·不是生成O₂的主要反应物质;O₂^-·被全部捕获后,体系中仍产生大量O₂^-·,但此时无O₂生成,证明生成O₂的反应由·OH和HO₂·两种自由基直接参与。分析认为反应·OH+HO₂·-H₂O+O₂是体系内O₂生成的主要路径。控制Fe²⁺/H₂O₂体系定向生成·OH,抑制HO₂·的产生,是提高Fe²⁺/H₂O₂体系中H₂O₂利用率的有效手段。