基于SO4·-的高级氧化技术对低生化性废水的预处理研究

高级氧化法是处理低生化性废水的一种有前途的技术。采用亚铁离子活化过硫酸盐(Fe²⁺/PS)体系预处理某低生化性制药废水。通过小试研究考察了pH、过硫酸钠、硫酸亚铁和PAC质量浓度对Fe²⁺/PS体系处理效果的影响及各影响因素的最佳参数。结果表明，pH对Fe²⁺/PS体系处理效果的影响最大，其次是硫酸亚铁质量浓度和过硫酸盐质量浓度，PAC质量浓度的影响可以忽略不计。综合考虑成本因素，各参数的最佳水平组合：pH≈7、硫酸亚铁、过硫酸钠、PAC质量浓度分别为1.0、0.3、0.03 g/L。通过ESR(电子自旋共振)测试和猝灭试验，确定反应体系中起主要降解作用的活性物种。结果表明，SO₄^·-活跃于Fe²⁺/PS反应体系中，并在反应体系中起主要作用。通过中试研究考察了Fe²⁺/PS反应体系处理前后废水COD、TOC、NH₃-N的变化。研究表明，经过处理后的废水，COD去除率为50%,TOC去除率为67%,NH_3...     

Fenton法降解吡虫啉与纯Fenton反应过程的对比研究

考察了反应条件对 Fenton法降解吡虫啉的影响,并对分别发生在纯水和吡虫啉溶液的两种Fenton体系进行了过程参数研究。结果表明,在初始 pH 为 3、H₂O₂用量为 4.9 mmol/L、Fe²⁺用量为 2.24 mmol/L、温度为 20 °C、反应时间为 2 h时,Fenton对 100 mg/L吡虫啉的去除率可接近70%。在初始 pH为 3、5时,两体系 pH都随反应的进行而逐渐降低,且吡虫啉 Fenton 体系的 pH 相对降低更多。相比于纯水 Fenton 体系,吡虫啉 Fenton 体系在反应过程中含有更高的 Fe²⁺浓度和 Fe²⁺/Fe³⁺比值,可能是因为吡虫啉降解的中间产物将部分 Fe³⁺还原成了 Fe²⁺。ORP 可以有效地反映Fenton 反应的进程。     

硼强化铁离子活化过硫酸盐高效降解荧蒽的研究

采用硼(B)强化铁离子活化过硫酸盐(PS)降解荧蒽(FLT),阐明了B的强化机理,从FLT的降解效果和PS利用率角度研究了B强化三价铁(Fe³⁺)活化PS的优越性,探究了水质条件对FLT降解的影响,验证了PS/Fe³⁺/B体系在实际地下水中降解FLT和其他多环芳烃的可行性。结果表明：PS/Fe³⁺/B体系中FLT降解的拟一级反应动力学常数k_obs为0.043 9 min^-1,PS/Fe²⁺/B体系中k_obs在30 min后从0.044 7 min^-1降低至0.009 6 min^-1,证明PS/Fe³⁺/B体系可实现FLT的持续高效降解。当Fe³⁺浓度在0.02～0.08 mmol/L之间时,PS/Fe³⁺/B体系均可高效降解FLT,表现出更强的可操作性。结合X射线光电子能谱仪的分析结果、Fe²⁺和PS的浓...     

基于Fe(Ⅲ)和邻苯二胺显色反应快速检测硫化物

比较了不同金属离子(Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Ag⁺、Cr³⁺)对邻苯二胺(OPD)的氧化能力，基于Fe³⁺能直接氧化OPD产生黄色发荧光的产物而构建了Fe³⁺-OPD显色体系。结合硫化物的还原性以及对金属离子较强的亲和性，开发了一种通过比色法选择性检测硫化物的方法。结果表明，在pH 4.0Na Ac-HAc缓冲液中，Fe³⁺-OPD显色体系的吸光度和荧光强度与NaHS的浓度分别在10～200μmol/L和5～150μmol/L范围内呈线性关系，荧光法的检出限可达0.1μmol/L，体系内其他还原性物质及硫醇对Na HS的检测无干扰。将Fe³⁺-OPD显色体系结合纸芯片构建的纸基比色体系蓝色分析色道值(B...     

绿色前体合成的碳量子点荧光猝灭法快速检测药物中痕量铁离子

以樟树叶粉末作为前体,通过水热法一步合成了碳量子点,并以其作为荧光探针建立了检测Fe³⁺的荧光法。结果表明,在320 nm激发波长下,加入Fe³⁺反应后碳量子点溶液的荧光强度与未加Fe³⁺的碳量子点溶液的荧光强度比F/F₀与Fe³⁺浓度在2.72×10^-5～1.00×10^-4 mol/L范围内呈良好的线性关系(R²=0.991 2),检出限为8.16μmol/L,将其应用于补铁药中铁含量的测定时,加标回收率为93.08%～105.05%。该碳量子点的制备方法简便快速,原料环保易得,用于Fe³⁺检测线性良好,灵敏度较高,选择性较好,可用于实际补铁药中铁含量的分析。     

过一硫酸盐/高铁酸盐体系处理页岩气压裂返排液实验研究

针对高盐难降解的页岩气压裂返排液,探究过一硫酸盐(PMS)/高铁酸盐(Fe(VI))体系氧化其中有机物的可行性。对比了活化PMS的不同方式及不同氧化工艺;设计了L₁₆(4⁴)正交实验优化氧化反应参数;考察了该体系在氧化的同时达到的混凝和软化效果。结果表明,PMS/Fe(VI)体系在最佳反应条件下(即PMS的浓度为1 800 mg/L,Fe(VI)浓度为1 200 mg/L,pH为5,反应温度为35℃时)TOC的去除率为46.4%,其中各因素的贡献值分别是19.34%、51.31%、15.38%、13.68%。在高效矿化有机物的同时能去除返排液中99.5%的总悬浮固体(TSS)和95.2%的Ba²⁺。研究结果可为页岩气压裂返排液预处理工艺单元的设计和运行提供参考。     

土壤中有机质在不同土壤环境下降解特性研究

探究在不同铁离子浓度条件下土壤中总有机质和溶解性有机质的降解特性。结果表明，添加Fe²⁺的土壤溶解性有机质和总有机质的降解量比没有添加Fe²⁺的土壤降解量大，降解速度快。土壤中Fe²⁺含量为20 mg/kg时，土壤中总有机质和溶解性有机质的降解量最大，7 d降解量分别为82.793 mg/kg和75.031 mg/kg。在时间的推移下，溶解性有机质占比随土壤中Fe²⁺含量的增加而逐渐降低。Fe²⁺在土壤有机质降解中，促进了土壤中微生物的芬顿反应，提高了反应效率，为之后土壤有机质降解提供了提高效率的方案。     

混凝-吸附协同预处理腈纶纺丝高浓度有机废水试验研究

为了能有效降低腈纶纺丝工艺段产生的膜浓缩液中有机污染物和Fe³⁺含量，采用混凝沉降和吸附工艺联用的方法对膜浓缩液进行预处理。结果显示：在混凝试验pH值为9，聚合硫酸铝(PAS)用量为2 g/L，助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)用量为5 mg/L，混凝时间为10～15 min，以及吸附试验pH值为4，硅藻土用量为15 g/L，吸附反应时间为100 min的条件下，膜浓缩液中有机污染物的总去除率为48.74%, Fe³⁺去除率可达51.93%。混凝-吸附工艺联用可以有效去除腈纶纺丝高浓度有机废水中有机污染物和Fe³⁺。     

腐殖酸/Fe~(2+)/PMS体系降解DMP的研究

研究投加了腐殖酸(HA)的Fe⁽²⁺⁾/过一硫酸盐(PMS)体系对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解。考察了体系沉淀物、腐殖酸浓度对降解DMP的影响。通过活性自由基和中间产物的鉴定推测了DMP的降解过程。结果表明,腐殖酸/Fe(2+)/过一硫酸盐(PMS)体系对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解。考察了体系沉淀物、腐殖酸浓度对降解DMP的影响。通过活性自由基和中间产物的鉴定推测了DMP的降解过程。结果表明,腐殖酸/Fe⁽²⁺⁾/PMS体系对DMP的降解明显优于其他体系,DMP的降解率可达100%。体系中生成的沉淀物是腐殖酸与铁的络合物,是促进DMP降解的重要物质。当腐殖酸浓度从1 mg/L增加至20 mg/L时,DMP的降解速率呈先增大后减小趋势。·OH和SO_4(2+)/PMS体系对DMP的降解明显优于其他体系,DMP的降解率可达100%。体系中生成的沉淀物是腐殖酸与铁的络合物,是促进DMP降解的重要物质。当腐殖酸浓度从1 mg/L增加至20 mg/L时,DMP的降解速率呈先增大后减小趋势。·OH和SO_4^(·-)是体系中主要的活性自由基。DMP降解的中间产物主要为邻苯二甲酸单甲酯、邻苯二甲酸和苯甲酸。     

亚铁活化过氧乙酸降解水中磺胺甲恶唑：投药策略和反应机理

为解决传统工艺难以有效降解水中抗生素类污染物的问题，采用亚铁离子(Fe²⁺)活化过氧乙酸(PAA)氧化降解水中典型抗生素类物质磺胺甲恶唑(SMX)。考察了PAA和Fe²⁺投加量、药剂不同投加策略对PAA活化和SMX降解的影响，并鉴定了参与反应系统的活性物种。结果发现，PAA和Fe²⁺浓度的适当增加，能提高SMX降解效率，但过量添加会抑制降解；从一次投加改为分次投加(投加相同的总量，但在特定的时间间隔内投加)和连续投加(投加相同的总量，但在反应时间内连续投加)时，SMX的降解效率显著提高；监测体系中Fe²⁺和PAA的浓度发现，分次与连续投加方式均改善了PAA的活化效果。自由基捕获实验结果表明，羟基自由基(HO·)、有机自由基和Fe^IVO²⁺均可能参与了SMX的降解；连续投加PAA策略下，HO·对SMX降解的贡献要大于一次投加和连续投加Fe²⁺策略。     

悬浮填料负载氧化铁Fenton流化床法对腈纶废水的处理

以悬浮填料为基体,采用循环浸泡法将铁氧化物负载到填料表面制备出具有催化能力的悬浮填料载体,用于Fenton流化床工艺处理腈纶废水的研究,通过正交实验验证悬浮填料投加率、通气量、H₂O₂浓度和Fe²⁺投加量对COD降解效率的影响。实验结果表明：悬浮填料负载氧化铁后密度由0.9627g/cm³略增至1.0216g/cm³,填料表面铁氧化物覆盖均匀,载体表面负载的氧化物中铁元素含量达到47.17%;正交实验及模拟结果表明各因素影响处理效果的主次顺序为H₂O₂ > Fe²⁺ > 通气量 > 填料投加率,以及当实验最佳参数条件为：H₂O₂浓度为75mmol/L,Fe²⁺投加量为3.25mmol/L,通气量0.25m³/h,悬浮填料载体投加率为40%时,COD、BOD₅、NH₃-N、TOC和氰化物的去除率分别为77.8%、44%、76%、70.6%和70%;填料载体循环使用5次后,降解120min,COD去除率从77.8%降到70.4%,性能稳定,可重复利用。     

硼/Fe0/H2O2体系对高盐废水中有机污染物的去除

传统Fenton氧化法对高盐废水中有机污染物的处理效果不理想。为提高高盐废水中有机污染物的处理效果，在传统Fenton法基础上选用廉价、安全易得的Fe⁰代替Fe²⁺参与反应，并创新性地加入硼(B)作为还原剂，以促进Fenton体系对高盐废水中有机污染物(柠檬黄)的降解。结果表明，B/Fe⁰/H₂O₂体系对高盐废水中柠檬黄有着很好的去除效果，在盐(Na₂SO₄)浓度为0.2 mol/L、反应60 min时，柠檬黄的最终降解率达到100%,B、Fe⁰以及H₂O₂的最佳投加量分别为0.2 g/L、0.02 g/L和1 mmol/L。B/Fe⁰/H₂O₂体系对盐(Na₂SO₄)浓度在0～0.4 mol/L的废水都有着很好的柠檬黄降解率，且在废水中含有其他不同阴离子组合时...     

超声强化铁碳微电解-Fenton法降解硝基苯废水

针对铁碳微电解（Fe⁰/GAC）-Fenton法降解硝基苯（NB）废水时难连续运行的问题,采用超声（US）强化铁碳微电解-Fenton法降解硝基苯废水。考察了超声对铁碳微电解-Fenton法连续运行效果的影响,研究表明：不更换铁碳填料时,Fe⁰/GAC-Fenton法连续处理4批硝基苯废水时,硝基苯去除率从69.54%降至31.66%,TOC去除率也从48.11%降至19.20%;而US/Fe⁰/GAC-Fenton法处理4批相同废水时,硝基苯去除率均近至100%,TOC去除率均稳定在60%以上。与单纯Fe⁰/GAC-Fenton相比,超声不仅整体上强化了Fe⁰/GAC-Fenton法降解硝基苯废水的效率,还实现了连续多次高效运行。研究了pH、H₂O₂投加量及投加次数对Fenton法降解US/Fe⁰/GAC出水的影响规律,得到适宜操作条件：H₂O₂总投加量为4 ml并分5次添加,US/Fe⁰/GAC的出水pH调为4,反应30 min,最终硝基苯去除率达到100%,TOC去除率可达75%。     

碳量子点/Fe3+复合材料用于生物传感检测抗坏血酸

利用碱木质素为原料,在浓硫酸与浓硝酸环境中,先进行超声处理,随后转移至反应釜中,180℃水热反应12h,制备碳量子点（CDs）,并采用多种测试手段对其结构及形貌进行了表征。通过CDs溶液与Fe³⁺溶液相互作用,制备得到CDs/Fe³⁺复合材料。利用紫外光谱及荧光光谱研究了CDs及CDs/Fe³⁺复合材料的光学性能,发现CDs具有优异的荧光性能,其荧光量子产率达17.3%（硫酸喹啉为参比物质）,而CDs/Fe³⁺复合材料荧光猝灭明显。将CDs/Fe³⁺复合材料应用于人体内不同生物活性分子检测,发现CDs/Fe³⁺复合材料对抗坏血酸（AA）具有特异性识别,且在0~200μmol/L及200~350μmol/L范围内,AA浓度与CDs/Fe³⁺复合材料的荧光强度呈现良好的线性关系,同时具有优异的选择识别性,可应用于生物体内AA的检测,在生物传感方面具有潜在的应用价值。     

Fe(Ⅱ)(EDTA)/O3工艺处理含聚废水实验

采用Fe(Ⅱ)(EDTA)/O₃工艺处理含聚废水,研究EDTA浓度、Fe²⁺浓度、水力停留时间（HTR）、初始pH对聚丙烯酰胺（PAM）去除率和COD降解效能的影响,探讨了Fe(Ⅱ)络合催化臭氧反应动力学特征及其机理。结果表明：当EDTA浓度为0.050mmol/L、Fe²⁺浓度为0.050mmol/L和HRT为120min时,PAM去除率为75%;增加水样初始pH有利于提高PAM去除率,同时水样pH随HRT增加缓慢下降;废水COD值在HRT为30min内逐渐增至最大,随后逐渐减小并达到稳定。Fe(II)(EDTA)/O₃工艺处理含聚废水的反应符合二级动力学反应,初始PAM质量浓度在50~100mg/L范围内,二级反应速率常数为2.35×10^-4~3.35×10^-4L/(mg·min)。     

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。     

Fe~(2+)强化UV/H_2O_2降解水中喹啉的研究

采用UV/H_2O_2体系来降解水中的喹啉,研究了氧化剂投加量和溶液初始pH值对喹啉降解效果的影响,同时考察了Fe⁽²⁺⁾强化UV/H_2O_2体系对喹啉的降解率和矿化率的影响。结果表明,当喹啉初始浓度(C_0)=15 mg/L、紫外光照强度(I_0)=8.96 mW/cm(2+)强化UV/H_2O_2体系对喹啉的降解率和矿化率的影响。结果表明,当喹啉初始浓度(C_0)=15 mg/L、紫外光照强度(I_0)=8.96 mW/cm²、反应温度为25℃时,在pH=7.01、[H_2O_2]∶[QL]=40的条件下,反应60 min后,喹啉的去除率为41.11%,反应120 min后,TOC的去除率为32.89%。控制上述反应条件不变,向原反应体系中加入Fe2、反应温度为25℃时,在pH=7.01、[H_2O_2]∶[QL]=40的条件下,反应60 min后,喹啉的去除率为41.11%,反应120 min后,TOC的去除率为32.89%。控制上述反应条件不变,向原反应体系中加入Fe⁽²⁺⁾,当[Fe(2+),当[Fe⁽²⁺⁾]∶[H_2O_2]=1∶65时,喹啉和TOC的去除率分别提升至90.90%和65.07%。喹啉的降解过程符合一级动力学方程(R(2+)]∶[H_2O_2]=1∶65时,喹啉和TOC的去除率分别提升至90.90%和65.07%。喹啉的降解过程符合一级动力学方程(R²≥0.960),Fe2≥0.960),Fe⁽²⁺⁾强化前后,喹啉的降解速率常数(k_(obs))由0.008 5 min(2+)强化前后,喹啉的降解速率常数(k_(obs))由0.008 5 min^(-1)增加至0.063 8 min(-1)增加至0.063 8 min^(-1)。采用每一对数减小级电能输入(E_(Eo))指标对两种工艺的电能效率进行评估,结果表明,Fe(-1)。采用每一对数减小级电能输入(E_(Eo))指标对两种工艺的电能效率进行评估,结果表明,Fe⁽²⁺⁾的加入显著减小了UV/H_2O_2体系的电能消耗,研究结果可为实际工程提供参考。     

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...     

Fe2+对厌氧氨氧化EGSB反应器运行性能的影响

厌氧氨氧化(Anammox)在污水处理系统中越来越受到重视，Fe²⁺对Anammox系统具有重要作用。通过不断提升进水总氮(TN)浓度，本文研究Fe²⁺对Anammox膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)脱氮性能以及细菌生理变化的影响。当Fe²⁺浓度从1.00mg/L增加到7.50mg/L时，氮去除效果显著增加，抵抗氮负荷的能力明显增强。同时胞外聚合物(EPS)与血红素c浓度也逐渐增加到最大值分别为242mg/g VSS和3.76μmol/mg pro，细菌活性明显提高。随着Fe²⁺浓度继续增加到10.0mg/L，反应器脱氮性能下降，EPS与血红素c含量也随之减少，细菌活性降低。因此，7.50mg/L的Fe²⁺能最大程度增强反应器脱氮性能，提高细菌活性，使颗粒更加致密，促进Anammox污泥沉降和聚集。研究结果有助于深入探索Fe²⁺对Anammox系统的作用机制，对培育高性能Anammox污泥、保证EGSB反应器的高效稳定运行具有重要意义。     

碳毡电极用于电芬顿脱色性能及机理研究

为了探究CF电极在电芬顿脱色中的应用性能及机理，通过对阴极材料的对比，建立了以碳毡为阴极的电芬顿降解体系，探讨了不同操作参数如废液pH、O₂流量、电压、Fe²⁺浓度等因素对活性红195染料废水的脱色率、COD去除率的影响。根据实验结果，采用碳毡做阴极，Fe²⁺浓度为20 mg/L,pH为3、O₂流量60 mL/min、电压3 V条件下，反应3 h染料几乎完全脱色，COD去除率可达73.31%；利用猝灭实验初步探讨了染料降解的主要机制，·OH的生成及其强氧化作用是染料降解的主要因素；利用UV-Vis及GC-MS对染料降解机理进行了分析，发现反应前30 min降解速度最快；电极稳定性实验及扫描电子显微镜(SEM)形貌分析证明了碳毡阴极具有良好的电化学稳定性。