可见光助多相电催化法处理苯酚废水的 试验研究

本文针对可见光助多相电催化法处理苯酚模拟废水,制备了活性炭负载N掺杂TiO_2光催化剂作为粒子电极,确定了可见光助多相电催化法处理模拟苯酚废水最佳反应条件,COD浓度为378.5mg·L~(-1),pH值为3.0,电极板间距10 cm,电解质Na2SO4投加浓度1 g·L~(-1),电解电压15 V,曝气量11 L·min~(-1),此时COD去除率为85.12%。对比可见光助多相电催化法、多相电催化法、可见光法对于苯酚处理效果的差异,分析了可见光助多相电催化作用的协同效应与反应机理。可见光助多相电催化法对苯酚模拟废水的降解效果显著,操作简单,通过进一步优化反应条件,可应用于苯酚废水处理工程实践中。     

铁掺杂PbO2/Ti阳极电催化氧化对硝基苯酚研究

以对硝基苯酚（P-NP）为去除目标,研究了改性后的新型铁掺杂PbO2/Ti阳极电催化氧化有机污染物的特性.结果表明,该电极对P-NP的降解显示出了良好的电催化活性和稳定性,其处理成本比普通PbO2/Ti的可减少1/3左右,具有较好的环保应用前景.同时,考察了电流密度、P-NP初始浓度、介质种类对P-NP去除率的影响,并初步探讨了电催化氧化反应的动力学方程及其氧化机理,结果表明P-NP的去除符合表观一级反应动力学.     

磁性纳米Fe_3O_4活化过一硫酸盐降解三氯生性能

采用高级氧化技术磁性纳米Fe_3O_4活化过一硫酸盐(Fe_3O_4/PMS)降解水中三氯生(TCS),探讨了Fe_3O_4投加量、PMS浓度、初始p H值、共存阴离子(Cl~-、NO_3~-、CO_3~(2-))和腐殖酸(HA)对TCS降解效果的影响,并对催化剂Fe_3O_4的稳定性和重复利用进行了考察。结果表明:Fe_3O_4/PMS会产生硫酸根自由基(SO_4~(-·))降解水中TCS;适量增加Fe_3O_4投加量、提供适宜的PMS浓度可提高TCS降解率;酸性条件有利于TCS的降解;Cl~-和CO_3~(2-)对TCS降解具有较小的抑制作用,NO_3~-对TCS降解具有较小的促进作用;HA的存在对TCS降解有明显的抑制作用。实际水体中TCS降解效果受到碱度和有机质的抑制。XPS光谱分析结果表明,Fe_3O_4/PMS体系中Fe(Ⅱ)主要参与了激活PMS降解TCS过程。自由基鉴别结果显示,体系中SO_4~(-·)和羟基自由基(·OH)同时存在,其中SO_4~(-·)为参与反应的主要自由基。     

腐殖酸包覆Fe_3O_4纳米粒子类Fenton催化降解亚甲基蓝

采用共沉淀法制备腐殖酸包覆的磁性四氧化三铁纳米粒子(HA@Fe_3O_4)并将其用于类Fenton体系催化降解亚甲基蓝(MB).通过透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对样品的形貌、结构及成分进行表征.比较HA包覆前后Fe_3O_4纳米粒子的催化效果,考察HA@Fe_3O_4催化剂用量、H_2O_2浓度等因素对降解效率的影响.结果表明HA的包覆可以显著提高MB的降解效率.     

流化态三维电极降解水相2,4-二氯酚的研究

采用流化态三维电极反应器处理水相2,4-二氯酚,考察了曝气强度、粒子电极密度及溶液的初始pH等因素对电解效果的影响。结果表明,以此反应器处理水相2,4-二氯酚,在表观电流密度为15 mA/cm2、曝气强度为120 m3/(h.m2)、粒子电极密度为30 g/L、pH值为4的条件下,反应120 min后,对2,4-二氯酚的去除率达到98.4%。可见,采用流化态三维电极反应器处理水相2,4-二氯酚是完全可行的。     

阴阳两极联合降解对硝基苯酚的研究

以铁掺杂PbO2／Ti为阳极、气体扩散电极为阴极，构建了新型电催化反应体系，研究了阴阳两极联合降解水中对硝基苯酚的效果，考察了电流密度、初始浓度、pH值、曝气量对去除效果的影响，初步探讨了反应动力学和氧化机理。结果表明，在阳极电流密度为24mA／cm^2、曝气量为20mL／s的条件下，处理浓度为100mg／L的对硝基苯酚废水，电解55min后去除率达100％；对硝基苯酚的降解符合表观一级反应动力学。该体系能耗低、效率高，且对pH的适用范围广，有较好的应用前景。     

水热辅助溶胶凝胶法制备纳米钛酸锌及其光催化性能

采用水热辅助的溶胶凝胶法制备纳米钛酸锌(ZnTiO_3)光催化剂,以罗丹明B为目标降解物,运用动力学模型分析罗丹明B(RhB)初始浓度对降解效果的影响。通过SEM、XRD、XPS、UVVis DRS对ZnTiO_3进行表征,并使用自由基捕获试验分析其降解机理。结果表明,ZnTiO_3为纯六方相,形貌为类球形,粒径50nm左右。在催化剂用量为1g/L、RhB初始浓度为5mg/L、pH值为3的条件下,光催化反应150min后,RhB降解率为93.2%。其动力学方程为k=0.132 C_0~(-1.253)。ZnTiO_3光催化剂降解过程中,·OH、h~+、·O_2~-均起到催化作用,产生·OH、h~+的量相近且多于·O_2~-,说明·OH、h~+在催化反应中起主要作用。     

Fe_3O_4/rGO催化臭氧和过硫酸盐高级氧化降解磺胺嘧啶的研究

系统考察了Fe_3O_4/rGO复合材料催化臭氧和过硫酸盐降解磺胺嘧啶的效能与机制。研究发现两种高级氧化体系中GO与Fe_3O_4质量占比为15%的催化剂(Fe_3O_4/rGO_(15wt%))对SDZ的降解效率最佳,并观察到Fe_3O_4和GO之间在对O_3和PS催化中的协同作用。同时,研究了水环境共存阴离子(Cl~-,SO_4~(2-)和NO_3~-)对SDZ降解效果的影响。通过淬灭实验明确了该催化剂在O_3体系中SDZ降解中的活性氧化物种,既羟基自由基(·OH),超氧自由基(O_2·~-)和单线态氧(~1O_2)。在PS体系中,活性氧化物种为硫酸根自由基(SO_4·~-)和~1O_2。通过实际水环境的模拟实验和稳定性实验发现,与PS体系相比,该催化剂在O_3体系对含SDZ的水体表现出较强的降解效能与更稳定的特性。     

钛基PbO_2电极制备及其电催化处理煤化工废水

为提升PbO_2电极的寿命,降低电极阻抗,利用直流电沉积法制备了2种添加中间层的钛基PbO_2电极,并研究了其电催化氧化降解煤化工废水的效能。结果表明:向钛基PbO_2电极添加锡锑氧化物和二氧化钛纳米管中间层,使PbO_2电极的使用寿命分别提高到未添加中间层电极的209倍和301倍,阻抗分别降低至未添加中间层电极的11. 58%和6. 20%。在20 m A/cm~2电流密度下处理煤化工废水,与未添加中间层的电极相比,添加锡锑氧化物中间层的钛基PbO_2电极对COD、总酚的去除率变化不大,而添加二氧化钛纳米管中间层的钛基PbO_2电极对COD、总酚的去除率略有降低。由于锡锑氧化物中间层有效改进了电极性能,建议在使用钛基PbO_2电极电催化氧化降解煤化工废水时添加锡锑氧化物中间层。     

Ti/SnO2,Ti/SnO2-Sb2O3阳极电催化氧化酸性品红的试验研究

采用热氧化法制备了Ti/SnO2和Ti/SnO2-Sb2 O3电极,以酸性品红为研究对象,对两种电极材料进行了性能比较,考察槽电压、电流密度、电解质浓度对电催化氧化处理系统的影响.结果表明:热氧化法制备出的Ti/SnO2-Sb2 O3电极,其电催化性能明显优于Ti/SnO2电极;以Ti/SnO2-Sb2 O3为阳极,在酸性品红初始浓度为100 mg/L、电极间距为2.5 cm、电流密度为75mA/cm2、电解质浓度取12 g Na2SO4/L时,60 min后酸性品红的去除率达到了95.41％.     

三维电极/电-Fenton法处理苯胺废水影响因素的试验研究

为研究三维电极/电-Fenton法对降解苯胺废水的影响因素,以优化三维电极/电-Fenton法处理苯胺废水的工艺条件,在自制三维电极电解槽中,以苯胺废水为处理对象,分别研究溶液的pH值、Fe~(2+)投加量、电解质(Na_2SO_4)投加量、曝气量四种因素对三维电极/电-Fenton法降解苯胺效果的影响情况。试验结果表明:当电解反应时间达到60min,电解电压为15V,极板间距为8cm时,控制溶液体系的pH值为3.0,Fe~(2+)浓度为0.7mmol/L,电解质投加量为1.8g/L,曝气量为0.8m~3/h,对苯胺和COD的去除率最高可达89.85%和90.69%。三维电极/电-Fenton法处理苯胺废水的效果较好。     

γ-Al2O3薄膜的制备与应用

介绍了γ-Al_2O_3陶瓷膜的几种常用制备方法及其在饮料加工、污水处理、气体分离及催化膜反应器等方面的应用,对γ-Al_2O_3膜的应用前景进行了展望。     

紫外激活过硫酸盐降解水中氯霉素的研究

针对传统水处理工艺难以有效去除水中抗生素的问题,采用高级氧化技术紫外激活过硫酸盐(UV/PS)去除水中典型抗生素氯霉素(CAP)。对比了UV/PS联用工艺与单独UV和PS工艺对CAP的降解效果,分别考察了CAP浓度、PS投加量、p H值和氯离子对CAP降解效果的影响。结果表明:UV/PS会产生硫酸根自由基(SO·-4)降解水中CAP;CAP降解过程符合准一级动力学模型;较低的CAP浓度和较高的PS浓度可以提高CAP降解速率;酸性条件下,UV/PS降解CAP速率较快;氯离子在低浓度(0~5 mmol/L)下促进UV/PS氧化降解CAP,高浓度(10 mmol/L)时产生抑制。     

UV/H_2O_2降解磺胺甲恶唑和环丙沙星的对比研究

采用UV/H_2O_2工艺降解磺胺甲恶唑(SMX)和环丙沙星(CIP),研究了H_2O_2投加量、反应溶液初始pH值对SMX和CIP降解效果的影响,测定了UV/H_2O_2降解SMX和CIP过程中对TOC的去除情况。结果表明,UV/H_2O_2对SMX和CIP具有较好的去除效果,UV/H_2O_2对CIP的降解效果好于对SMX的降解效果;反应溶液初始pH值分别为3和7时,UV/H_2O_2对SMX和CIP的降解效果最好;在UV/H_2O_2对SMX的降解过程中,TOC的去除率均随着反应溶液初始pH值的升高而降低,在UV/H_2O_2对CIP的降解过程中,反应溶液初始pH值对TOC的去除率无明显影响。从分子结构角度分析可知,SMX的异恶唑环N-O键和磺酰胺键的变化难于CIP中脱氟作用和哌嗪环的转化。     

掺硼金刚石薄膜电极处理苯酚废水试验研究

采用循环伏安法研究了苯酚在掺硼金刚石膜电极上的氧化降解行为,将BDD电极作为阳极,不锈钢板作为阴极,考察了苯酚初始浓度、电解流密度、电解质浓度、电解时间等因素对电化学降解的效果,从而确定了最佳工况。     

O3/Pr-Al2O3催化氧化水中非甾体抗炎药

通过浸渍-焙烧法在活性氧化铝(γ-Al2O₃)上负载稀土金属镨(Pr)制备了一种新型臭氧催化剂(Pr-Al2O₃),研究了O₃/Pr-Al2O₃系统对水中典型非甾体抗炎药(NSAIDs)阿司匹林(ASA)及非那西丁(PNT)的去除效果与机理。结果表明,两种药物的降解过程符合拟一级动力学,药物的降解速率随着pH的升高而增大、随着Pr负载量或催化剂投加量的增加呈现先增大后减小的规律。O₃/Pr-Al2O₃系统降解PNT、ASA的最大拟一级动力学反应速率常数kobs均发生在Pr负载浓度为5%、催化剂投加量为5 g/L、臭氧初始浓度为1.0 mg/L、pH为8.0条件下,此时kobs值分别为0.130 0、0.085 8min-1。醇抑制实验表明,催化剂提高了O₃降解效能是吸附和氧化协同作用的结果,且催化臭氧化产生的羟基自由基(·OH)对药物去除起主要作用。在pH为7.0条件下,·OH对ASA和PNT的降解贡献率分别为73.3%和72.1%。...     

电解氧化处理垃圾渗滤液研究

采用电解氧化法对垃圾渗滤液进行深度处理的研究结果表明,电解氧化过程中,NH3－N优先于COD被氧化去除;SPR三元电极的处理效果优于DSA二元电极和石墨电极;酸性条件比碱性条件更有利于电解氧化作用对COD及NH3－N的去除;Cl^-浓度高时,有利于COD及NH3－N被氧化去除。试验得到的适宜电解氧化条件是：pH值为4、Cl^-浓度为5000mg/L、电流密度为10A/dm^2、SPR三元电极为阳极、电解时间为4h。当COD及NH3－N浓度分别为693mg/L和263mg/L时,COD去除率为90．6％,NH3－N的去除率为100％。     

紫外/一氯胺降解水中氯霉素的性能与机理研究

以抗生素中典型的氯霉素(CAP)作为研究对象,探讨了紫外/一氯胺(UV/NH_2Cl)高级氧化技术降解CAP的反应动力学、影响因素和消毒副产物生成情况。结果表明,对比单独UV工艺及UV/NH_2Cl高级氧化技术,NH_2Cl的加入可以明显提高CAP的降解速度,假一级动力学降解速率常数可达0.017 2 min~(-1)。提升NH_2Cl浓度可以促进CAP的降解,然而随着pH值的增加,对CAP的降解率呈现先增加后降低的趋势,在pH值为7时降解率最大。此外,在UV/NH_2Cl体系中,水中的无机阴离子(Cl~-、Br~-、HCO~-_3)及天然有机物(NOM)的存在均会对CAP的降解起到不同程度的抑制作用。在消毒副产物的生成方面,相比单独的NH_2Cl预氧化方式,UV/NH_2Cl预氧化会降低后续氯胺消毒过程中三氯硝基甲烷、二氯乙腈、二氯乙酰胺和三氯乙酰胺的产生。     

电解法深度处理生活垃圾焚烧厂渗滤液研究

采用三元电极对垃圾焚烧厂渗滤液的生化-混凝出水进行电解处理，研究了其处理效果及影响因素。结果表明，在电解反应过程中COD的降解符合三级反应动力学，其t时刻的出水浓度为：Ct=（2kt＋C0^-2）^-0.5；电流、pH值、电解时间、氯离子浓度、进水COD浓度对有机物去除率的影响较大，而极间距、温度和极水比则影响较小。此外，考察了该电极对氮化合物的去除效果。结果表明，在电解过程中亚硝态氮很快被氧化成硝态氮，之后氨氮转化为氮气，总氮基本以硝态氮的形式存在。     

三维电极去除污水厂二级出水中COD_(Mn)的研究

采用三维电极深度处理城市污水处理厂二级出水,探讨了三维电极的各要素(粒子电极配比、极板间距、电流密度等)对去除二级出水中CODMn的影响.利用正交试验比较各影响因素的相对权重,得到最佳处理条件:粒子电极配比为9:1、极板间距为9.0 cm、电流密度为4.4mA/cm2、电解时间为20 min,该条件下对CODMn的去除率达到70%,优于常规三级处理工艺和曝气生物滤池/过滤工艺.