UV/H_2O_2工艺降解饮用水中有机微污染物研究进展

UV/H_2O_2高级氧化工艺凭借高效、安全、成本低廉等优点,在处理含有机微污染物饮用水领域得到了广泛关注,对其反应机理、现存问题进行研究,有助于深入了解影响UV/H_2O_2高级氧化工艺有效性的因素,充分发挥其在饮用水处理领域的作用。文章介绍了UV/H_2O_2工艺降解有机物的基本原理,概述了UV、天然有机物浓度、溶液pH值、H_2O_2初始浓度、目标物初始浓度和水溶液中无机阴离子等因素对UV/H_2O_2工艺降解有机微污染物的影响,对UV/H_2O_2工艺转化产物问题、运行成本问题等现状进行了分析,对未来UV/H_2O_2工艺降解有机微污染物的研究重点进行了展望。     

Fe~(2+)催化H_2O_2/Na_2S_2O_8氧化降解水中黄腐酸

利用Fe~(2+)催化H_2O_2或Na_2S_2O_8降解水中的黄腐酸,研究了诸因素(处理剂加量、pH和温度)对黄腐酸降解的影响。黄腐酸溶液颜色和TOC的去除,紫外区光吸收强度的降低都表明H_2O_2/Fe~(2+)体系对黄腐酸具有良好的降解效果;在pH=3.0、H_2O_2为400mg·L~(-1)、H_2O_2与Fe~(2+)物质的量的比为10∶1的条件下,处理100mg·L~(-1)黄腐酸溶液120 min,TOC去除率达到88.4%。Na_2S_2O_8/Fe~(2+)降解结果表明:在pH=3.0、Na_2S_2O_8为2 000mg·L~(-1),Fe~(2+)为5mmol·L~(-1),温度为50℃条件下处理100 mg·L~(-1)黄腐酸水样240min,TOC去除率为55.9%。分析降解效果和试剂成本可知,H_2O_2/Fe~(2+)法降解水中黄腐酸优于Na_2S_2O_8/Fe~(2+)法。     

Fenton法处理印染废水的特性及动力学研究

针对印染废水水质复杂、处理难度高的问题,研究采用Fenton法对印染废水进行处理.考察pH、Fe~(2+)投加量、H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比、反应时间等因素对污染物去除率的影响,分析污染物质官能团的变化,建立污染物降解动力学模型.结果表明:在pH值为2.5、Fe~(2+)投加量为5 mmol、H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比为4、反应时间为50 min时,污染物去除效果最好,色度、TOC、COD和氨氮的去除率可达99.8%、85.11%、90.69%和66.63%;通过分析UV-vis吸收谱图、HPLC谱图、GC-MS谱图的变化,证明发色官能团被氧化降解.建立了底物降解速率与底物浓度、H_2O_2浓度和Fe~(2+)浓度相关的催化降解动力学模型,其中底物浓度的反应分级数(m=0.265)高于Fe~(2+)的反应分级数(q=-1.48),表明底物浓度对Fenton的氧化降解过程影响较大.     

用紫外线照射预处理焦化废水的研究

采用色谱—质谱(GC/MS)联用仪分析了北京焦化厂废水中有机物的组分及浓度。研究紫外线(UV)照射(不投加氧化剂)对焦化废水生物处理性能的影响及其作为焦化废水活性污泥法预处理的可行性。结果表明,UV照射可显著提高焦化废水的生物处理性能,作为活性污泥法的预处理,在技术上是有可能的。焦化废水经20分钟UV照射和12小时活性污泥曝气,化学需要量COD和总有机碳TOC去除率分别可达91％和89％,而未经UV照射的分别为63％和74％。进水COD,TOC为1780和570mg/l时,出水可分别降至160和63mg/l,表明UV照射是焦化废水活性污泥法有效的预处理方法。     

Fenton试剂+活性炭吸附处理焦化废水的试验研究

探讨Fenton氧化阶段H2O2投加量、Fe2+投加量、初始pH值、反应时间和温度,以及吸附阶段吸附剂投加量和pH值等因素,对焦化废水COD、氨氮、色度去除率的影响,确定了最佳处理条件.结果表明:Fenton氧化+活性炭处理方法处理焦化废水具有良好效果,COD、氨氮和色度的去除率分别达97.74%,83.76%,97.33%,该试验结果为实际工艺处理焦化废水提供了实验依据.     

DOPAC/Fe~(3+)/H_2O_2体系降解罗丹明B的研究

Fenton氧化法是目前用于降解有机污染物的有效手段之一。以3,4-二羟基苯乙酸参与的类Fenton体系(DOPAC/Fe~(3+)/H_2O_2)为研究对象,对污染物进行降解,并对初始pH值、DOPAC/Fe~(3+)浓度比、H_2O_2浓度进行优化。结果表明:DOPAC/Fe~(3+)/H_2O_2体系对污染物有较优的去除效果。在pH为3、DOPAC和Fe~(3+)浓度比为1∶1、H_2O_2浓度为2mmol/L时,在15min内罗丹明B在DOPAC/Fe~(3+)/H_2O_2体系中的去除率可达到99%以上,TOC去除率为62%。在该过程中,DOPAC也随污染物一起被矿化,避免了对环境的二次污染,体现了DOPAC/Fe~(3+)/H_2O_2体系的环境友好性。     

臭氧高级氧化技术处理印染废水

目的 研究臭氧氧化技术处理印染废水的效果,并探讨加入H2O2和MnOx-GAC催化剂对臭氧氧化处理印染废水效果的影响.方法 依据臭氧高级氧化的机理,通过静态试验,分别考察了在印染厂二级废水臭氧氧化处理过程中,控制不同的H2O2和O3物质的量的比和MnOx-GAC催化剂投加量对印染废水的CODCr、色度和UV254去除率的影响.结果 在试验废水循环流量为15 L/h,O3投加量为5.3 mg/(L·min)的条件下,适宜的H2O2和O3物质的量比为0.8,臭氧氧化30 min时,废水的CODCr、色度和UV254去除率分别为42.3%、94.0%和64.7%;此条件下废水中MnOx-GAC催化剂的经济投加量为24.6 g/L,臭氧氧化30 min废水的CODCr、色度和UV254的去除率分别为59.5%、92.2%和76.7%.结论 结论 O3高级氧化能够有效降解印染废水,在臭氧反应体系中投加H2O2或MnOx-GAC催化剂可以明显提高降解速率,缩短处理时间,降低O3耗量.     

磁性沸石/壳聚糖微球非均相光催化降解苯酚

研究新型催化材料是降低苯酚废水对环境污染,减少沸石、壳聚糖等传统吸附材料在苯酚处理中的投加量,降低实验成本的首要任务。文章以沸石/壳聚糖复合微球为载体,通过离子交换法和液相沉积法负载上Fe_3O_4的方式制备新型复合光催化剂,并用于催化非均相UV/Fenton法去除废水中的苯酚,阐明了复合催化剂投加量、不同苯酚溶液浓度、pH值、反应时间、H_2O_2投加量、温度、光照强度、不同材料催化UV/Fenton等因素对磁性复合材料催化性能的影响。结果表明:在模拟苯酚废水浓度为20 mg/L,pH=6时投加0.5 g复合催化剂和0.3 mLH_2O_2,在24 W紫外灯照射下反应70 min,苯酚的去除率可达到91.46%;在同等条件下MZC催化非均相UV/Fenton反应处理苯酚的光催化能力最强;磁性沸石壳聚糖作为光催化剂有较好的光催化效果,苯酚去除率高。     

UV/Fenton光氧化降解活性艳红染料废水的试验研究

目的研究UV/Fenton法对活性艳红染料废水色度和COD的处理效果,解决染料废水色度和COD难降解的问题.方法通过比较不同反应体系的处理效果,验证了UV/Fenton氧化法的优越性.并对影响UV/Fenton氧化法处理废水效果的主要操作条件进行了试验研究,确定了反应的最佳操作条件.结果研究表明,H2O2投加量、Fe2 投加量、pH值条件的改变对染料废水的处理效果影响很大.当pH=3,30%H2O2投加的体积分数为2.4 mL/L,Fe2 投加的质量浓度为320 mg/L,反应时间为15 min时为氧化反应的最佳操作条件,脱色率和COD去除率分别达99.41%和93.21%.结论UV/Fenton法对染料废水的色度和COD能够进行有效的去除,并且操作简单.但是,该法在大规模的应用上仍然存在一定的局限性,如pH应用范围窄、二次污染问题等.     

O3/UV降解苯胺的影响因素研究

采用O3/UV氧化法处理苯胺废水,考察了反应时同、苯胺浓度、溶液pH、光照强度、温度、进气流量等因素对苯胺降解率的影响.研究结果表明:苯胺初始浓度为100 mg/L时,pH值7.0、温度(23±2)℃、进气流量为80 L/h,10W紫外光照射条件下经15 min后苯胺去除率达到99%以上,反应30 min后,TOC去除率约为48.2%,苯胺降解反应符合一级反应动力学.     

MnFe_2O_4、UV、H_2O_2协同光催化性能研究

采用MnFe_2O_4作为光催化剂,以1,2,4—酸模拟废水为处理对象,研究MnFe_2O_4、UV、H_2O_2协同进行非均相催化氧化降解废水的效果。H_2O_2、UV、MnFe_2O_4三者单独催化降解的效率较低。当三者协同催化废水时,最佳催化条件为:UV催化时间需100 min,催化剂用量需0.002 g/mL,废水为酸性。在最佳催化条件下,废水降解率提升了20%,且能耗低于传统的Fenton处理方法,返色现象消失。     

UV/Fenton法处理废水中苯酚

目的研究UV/Fenton氧化法中各个因素对去除水中苯酚的影响,确定UV/Fenton法处理苯酚废水的工艺条件.方法保持UV/Fenton体系的基准条件不变,通过改变H2O2投加量、Fe2＋浓度、废水初始pH值、载气等试验条件,考查这些因素对UV/Fenton法处理苯酚废水效果的影响.结果UV/Fenton氧化法对苯酚废水有较好的去除效果和较高的反应速率.当废水初始pH值为3.0时,经30 min反应,苯酚去除率达到99%,COD去除率达到86%.苯酚废水COD去除率滞后于苯酚去除率.结论UV/Fenton法能够在较短的时间内去除苯酚含量,COD、H2O2投加量、Fe2＋浓度对处理效果影响较大,H2O2投加量决定苯酚去除率和COD去除率,而Fe2＋质量浓度是影响去除速率的主导因素.     

非均相催化湿式氧化活性红2BF的研究

以Fe/AC为催化剂、O2为氧化剂的非均相催化氧化体系处理偶氮染料活性红2BF,考察了反应温度、氧分压、废水pH、催化剂投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,染料初始质量浓度为400 mg/L时,在温度150℃、氧分压0.5 MPa、pH=3、反应时间60 min、催化剂投加量为4 g/L的最佳条件下,活性红2BF色度几乎完全去除,TOC去除率达94.21%。     

非均相催化湿式氧化活性红2BF的研究

以Fe/AC为催化剂、O2为氧化剂的非均相催化氧化体系处理偶氮染料活性红2BF,考察了反应温度、氧分压、废水pH、催化剂投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,染料初始质量浓度为400 mg/L时,在温度150℃、氧分压0.5 MPa、pH=3、反应时间60 min、催化剂投加量为4 g/L的最佳条件下,活性红2BF色度几乎完全去除,TOC去除率达94.21%。     

光催化-Fenton工艺处理废纸制浆废水

为有效处理废纸制浆废水,采用氙灯照射下的光催化-Fenton技术,研究不同反应器、曝气、草酸钾、H2O2投加方式和废水质量浓度对光-Fenton工艺去除废水中TOC或吸光度的影响.结果表明,提高光照强度可提高TOC去除率;添加适量的草酸钾可提高处理效果;H2O2分两次投加可取得较好的处理效果,大大减少对催化剂的需求;在处理过程中使废水暴露于空气可提高有机物的脱氯效果,但曝气对处理效果并无益处.对于TOC为185 mg/L左右的废纸制浆废水,在[H2O2]=1000 mg/L、[Fe(Ⅱ)]=100 mg/L、pH=3.0、温度为30℃的条件下,经过30 min处理,废水的TOC可去除63%以上.     

三维电极电催化处理焦化废水实验研究

焦化废水是一类难处理的工业废水,其中的含氮杂环类有机物很难通过生化法处理降解.采用自行设计的活性炭三维粒子电极电化学反应器,对焦化废水进行电催化处理的实验研究.根据对某钢铁厂焦化废水及其现有生化处理工艺出水的水质分析,选择吡啶、喹啉、吲哚等焦化废水中代表性难降解含氮杂环类有机物进行电催化降解,2h总有机碳(TOC)去除率可分别达到65%、76%和80%,而对3者的混合模拟水样进行矿化实验,3hTOC去除率可达70%,证实此法能有效地将含氮杂环类有机物开环降解矿化.在槽压为3V的条件下,利用此法对实际焦化废水进行电催化处理,5hCODCr去除率可达到60%左右,能耗为14.33(kW.h)/kg CODCr.三维粒子电极电催化法作为生化法的前处理或深度处理技术,具有较好的工业应用前景.     

高级氧化组合工艺协同净化微污染水的示范生产实验

为考察催化氧化-UV/H_2O_2-生物活性炭(BAC)高级氧化组合联用工艺在实际生产中对微污染水源水的的处理效能,在淮南某水厂示范工程对微污染淮河水进行了生产实验.结果表明,催化臭氧氧化-BAC组合联用工艺对水中的UV_(254)、DOC、氨氮、CODMn及THMFP均有较好的去除效果,且不会带来溴酸盐的问题.催化臭氧氧化工艺对UV_(254)、DOC、CODMn的平均去除率分别为21.8%、8.1%、10.8%.BAC对氨氮有很好的去除效果,最高去除率可达61%;对DOC和COD_(Mn)的平均去除率分别为10.4%和15.3%.催化臭氧氧化接触池对THMFP的平均去除率为34.9%,最高去除率可达53.2%.UV/H_2O_2在示范性生产实验中,对进一步提高有机物的去除能力有限;在实际生产设计中,考虑UV分解剩余臭氧的效用建议采用:催化臭氧氧化-UV-BAC-砂滤是确保饮用水出水安全可靠的高级氧化工艺必要的组合工艺模式.研究结果可为各自来水厂处理低温低浊水、提高出厂水水质以及自来水厂整体工艺的提升改造提供借鉴和参考.     

UV+F_e~(2+)+H_2O_2处理焦化废水中难生物降解的有机毒物的研究

研究了Fenton 试剂(H_2O_2+Fe~(2+))在紫外光(UV)幅照下,氧化处理焦化废水中难被生物降解的有机毒物的可行性,并对反应条件进行了优化,结果表明此法对焦化废水中包括多环芳烃(PAH)的所有有机毒物都有较强的去除能力。但如何降低处理费用,有待进一步工作.     

采用自制电极处理印染废水

采用正交试验方法, 研究了自制稀土铈掺杂钛基二氧化锰电极在不同的电流密度、电解质浓度、反应时间和pH值等参数条件下对印染废水处理效果的影响.结果显示:自制电极处理印染废水的最适宜条件是电流密度为30 mA/cm², 电解质(氯化钠)浓度为0.1 mol/L, 反应时间为80 min, pH值为9.在此条件下CODcr去除率达到91.8%, 色度去除率达到96.9%.     

UV/Fenton 法处理水中间甲酚的研究

利用UV/Fenton法对模拟间甲酚废水进行了处理,研究了H2O2加入量、FeSO4加入量、pH、原水初始浓度等因素对COD去除率的影响.通过大量实验,确定了UV/Fenton法处理模拟间甲酚废水的最佳条件:常温下,pH为4.0,[H2O2]/[Fe2 ]=15,紫外灯照射时间为60 m in.当原水间甲酚浓度为251 mg/L时,在最佳反应条件下,经UV/Fenton法处理后COD去除率达80%左右.为达到更好的去除效果,在实验过程中加入TiO2,将COD去除率提高到90.5%,再用Ca(OH)2絮凝沉降,则COD去除率可达92.5%.