Fe2+/S2 O2-8体系对污泥的破解性能的研究

以城市污水处理厂的储泥池高浓度的污泥作为研究对象,用Fe2+活化过硫酸钠( PDS)产生具有强氧化性的硫酸根自由基对污泥进行氧化破解。分别探讨同反应时间、初始pH、 C( Fe2+)/C( S2 O2-8)、 PDS投加量以及不同的反应温度对污泥破解能力的影响。结果表明：当C(PDS)=15 mmol/L、 C(Fe2+)/C(S2O2-8)=0.3、 T=35℃、 pH=3的较优条件下反应8 h,污泥比阻(SRF)从1.65e+11降到4.6e+10,溶解性COD(SCOD)从85 mg/L升高到550 mg/L。随着pH的增加,提高C(Fe2+)/C(S2O2-8)度均使污泥破解效果逐渐减弱,而升高温度有利于污泥破解。     

Fenton试剂对剩余污泥脱水性能的改善

研究了利用Fenton试剂调理城市污水处理厂剩余污泥,通过测定污泥毛细吸水时间(CST)、污泥比阻(SRF)和泥饼含水率来表征污泥脱水性能的变化,分别考察了污泥初始pH、H2O2投加量、H2O2/Fe2+、反应温度和反应时间对污泥调理效果的影响。综合考虑,确定Fenton调理污泥的最佳条件为:pH=3、抽滤脱水和离心脱水H2O2最佳投加量分别为3 g/L和9 g/L、H2O2/Fe2(+质量比)最佳范围为8～12、反应温度50℃、反应时间60 min。对污泥离心上清液中胞外聚合物(EPS)含量的研究表明,Fenton调理后污泥上清液中蛋白质和多糖含量有大幅升高,说明Fenton试剂能有效氧化破解EPS,从而提高污泥的絮凝性,改善污泥的脱水性能。Fenton氧化后污泥颗粒粒径变小,比表面积增大。     

匀浆破解与臭氧氧化对污泥减量效果的研究

以匀浆破解为预处理,考察了其结合臭氧氧化对污泥破解效果的影响。结果表明:在污泥浓度20.912 g/L、转速6 000 r/min下匀浆破解2 h,污泥MLSS减少率达到36.9%;先调pH后匀浆破解+臭氧氧化的污泥破解效果优于匀浆破解后调相同pH下+臭氧氧化,同时污泥MLSS减少率随pH的升高递增;在臭氧投加量0.15 g/g下,pH=13匀浆预处理结合臭氧氧化破解污泥MLSS减少率达到58.3%,较无匀浆破解预处理直接臭氧氧化破解提高36.7%。     

零价铁活化过硫酸钠降解甲基橙

采用零价铁（Fe0）活化过硫酸钠（PDS）的方式产生具有强氧化性的硫酸根自由基,以偶氮染料甲基橙（MO）为目标污染物,考察了硫酸根自由基对甲基橙的氧化降解行为。系统研究了PDS、Fe0投加量、体系初始pH值、反应温度以及染料初始浓度对反应的影响。结果表明：Fe0/PDS体系能有效地降解甲基橙,在MO初始浓度100 mg/L、PDS投加量为0.912 mmol/L、Fe0投加量0.16 g/L、初始pH值为4.0、温度为298 K的条件下,反应进行2.5 h MO去除率达到80.2%;同时还探索了Fe0/PDS体系降解MO的动力学过程,证实了MO的降解分为两个阶段,且第二阶段的氧化降解符合一级动力学反应。     

Fenton试剂氧化破解剩余污染的研究

采用Fenton试剂氧化破解污染,研究污泥中SCOD、VSS、滤饼含水率、SV30等污泥性能指标的变化规律。结果表明:当p H为2.0、H2O2和Fe2+投加量分别为8 g/L和0.8 g/L、反应时间1.5 h、反应温度80℃时,Fenton试剂对污泥的氧化破解效果最佳。在该条件下,SCOD由132 mg/L上升至1398 mg/L、滤饼含水率由87.1%下降至78.2%、SV30由99%下降至22%、VSS由10.11 mg/L下降至3.62 mg/L。Fenton试剂在破解氧化方面具有高效、稳定、清洁等优点,对污染减量处理提供技术支持,减少污水处理对环境的二次污染。     

铁基污泥炭活化过硫酸盐调理剩余污泥脱水的效能和机理研究

为了改善剩余污泥的脱水性能,采用铁基污泥炭(Iron-SBC)活化过硫酸盐(PDS)调理污泥。研究了PDS投加量、Iron-SBC投加量、反应时间、反应温度以及初始pH对剩余污泥脱水的影响,并分析了其机理。结果表明：65℃条件下,在单位质量TSS的PDS投加量150 mg/g、Iron-SBC投加量350 mg/g,初始pH=6.68时,经Iron-SBC/PDS调理20 min后,污泥毛细吸水时间、污泥比阻和泥饼含水率分别达到8.4 s、5.4×10¹² m/kg、73.5%。机理分析表明,调理过程中发生了氧化反应,原本紧密平整的污泥絮体和胞外聚合物被破解,结合水被释放,污泥中高亲水性的紧密型胞外聚合物(TB-EPS)向松散型胞外聚合物(LB-EPS)和溶解性胞外聚合物(S-EPS)转化,对污泥脱水不利的蛋白质被氧化降解,TB-EPS的减少和铁离子的中和作用使Zeta电位上升;具有刚性结构的Iron-SBC降低了泥饼的压缩系数,同时在Fe³⁺絮凝作用下,污泥分形维数变大。最终在“氧化-骨架构建”耦合作用下,剩余污泥实现了深度脱水。     

微波促进Fe2+-K2SO8体系快速降解甲基橙废水的研究

采用微波促进Fe2+-K2S2O8体系处理甲基橙(MO)染料废水,考察了初始pH、微波功率、反应时间、K2S2O8投量及K2S2O8与Fe2+摩尔比对MO脱色率的影响,同时对不同处理方式进行了比较,并进行了降解机理探讨和动力学分析.结果表明,微波促进Fe2+-K2S2O8体系能快速降解废水中的MO,在50mL初始pH=6、质量浓度为500 mg/L的MO废水中,微波功率280W,微波辐照9min,c(K2S2O8)为9.82 mmol/L,K2S2O8与Fe2+摩尔比为50的优化处理条件下,MO脱色率达到了98.6％,微波促进Fe2+-K2S2O82-体系降解MO废水产生了协同效应.动力学研究表明,反应符合1级反应动力学规律,反应速率常数k=0.341 4 min-1,反应半衰期2.03 min.     

Fe（Ⅱ）-EDTA/K2S2O8降解苯酚及反应动力学分析

考察了Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系降解苯酚的影响因素,并对体系中苯酚的降解机理和反应动力学进行了初步分析。结果表明,铁离子、氧化剂形态以及紫外光辐照、螯合剂的存在对氧化体系作用效果影响显著。EDTA剂量为0.5 mmol/L、Fe(Ⅱ)剂量为1.0 mmol/L、K2S2O8剂量为2.0 mmol/L、溶液初始pH值为7.0、温度为60℃的条件下反应60 min,浓度为100 mg/L的苯酚降解率为71.48%,同样条件下紫外光辐照时降解率可达89.38%。降解机理与动力学分析表明,苯酚在Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系中降解途径以与Fe4+络合降解为主。     

Mechanism and kinetics analysis of the phenol degradation by Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8 process

考察了Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系降解苯酚的影响因素,并对体系中苯酚的降解机理和反应动力学进行了初步分析。结果表明,铁离子、氧化剂形态以及紫外光辐照、螯合剂的存在对氧化体系作用效果影响显著。EDTA剂量为0.5 mmol/L、Fe(Ⅱ)剂量为1.0 mmol/L、K2S2O8剂量为2.0 mmol/L、溶液初始pH值为7.0、温度为60 ℃的条件下反应60 min,浓度为100 mg/L的苯酚降解率为71.48%,同样条件下紫外光辐照时降解率可达89.38%。降解机理与动力学分析表明,苯酚在Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系中降解途径以与Fe4+络合降解为主。     

微波促进Fe2+-K2S2O8体系快速降解甲基橙废水的研究

采用微波促进Fe2+-K2S2O8体系处理甲基橙(MO)染料废水,考察了初始pH、微波功率、反应时间、K2S2O8投量及K2S2O8与Fe2+摩尔比对MO脱色率的影响,同时对不同处理方式进行了比较,并进行了降解机理探讨和动力学分析。结果表明,微波促进Fe2+-K2S2O8体系能快速降解废水中的MO,在50 mL初始pH=6、质量浓度为500 mg/L的MO废水中,微波功率280 W,微波辐照9 min,c(K2S2O8)为9.82 mmol/L,K2S2O8与Fe2+摩尔比为50的优化处理条件下,MO脱色率达到了98.6%,微波促进Fe2+-K2S2O82-体系降解MO废水产生了协同效应。动力学研究表明,反应符合1级反应动力学规律,反应速率常数k=0.341 4 min-1,反应半衰期2.03 min。     

高铁酸盐氧化破解污泥的影响因素研究

采用高铁酸盐溶液氧化破解污泥,研究了高铁酸盐投加量、氧化时间、p H、初始污泥浓度对污泥破解效果的影响。结果表明,高铁酸盐溶液对污泥破解效果较好,当Fe(Ⅵ)投加量为1.0 mg/g SS时,比污泥SCOD释放量达到1.14 g SCOD/g MLVSS;碱性条件(p H为8~12)与高初始污泥浓度均有利于污泥的破解,但当污泥质量浓度大于最佳值6 192 mg/L时,污泥溶胞比达到最大,为39.7%,比污泥SCOD释放量降低;高铁酸盐溶液破解污泥的最佳反应时间为45 min。     

Fenton氧化深度处理焦化废水的研究

采用Fenton氧化对焦化废水进行了深度处理。结果表明：Fenton氧化反应迅速,可迅速降低焦化废水生化出水的COD;H2O2和Fe2＋的投加量对Fenton氧化具有明显的影响;pH=3时反应体系具有最佳的COD去除效果。在H2O2投加量为1.994 mL/L,FeSO4.7H2O投加量为0.543 g/L,pH=3,温度为35℃的条件下,反应出水COD低于100 mg/L,去除率可达72.7%;Fenton氧化可有效去除生化出水中的难降解有机物。实验结果表明Fenton氧化是深度处理焦化废水的有效工艺。     

新型钒系固体超强酸S_2O_8~（2-）/V_2O_5催化剂的制备研究

以NH4VO3为原料,（NH4）2S2O8为浸渍液,添加一定量Fe2O3,用沉淀-浸渍法制备出新型S2O82-/V2O5-Fe2O3固体超强酸催化剂。以合成乙酸苄酯作为探针反应,考察不同制备条件下超强酸的催化活性。研究发现,最优条件为：V2O5与Fe2O3的摩尔比为n（V2O5）∶n（Fe2O3）=1.0∶1.0,浸渍液浓度为1.5 mol/L,焙烧温度350℃,焙烧时间3 h效果最佳,催化剂的活性最好。     

Fe2+催化H2O2、S2O82-、S2O82--H2O2降解橙黄G

以偶氮染料橙黄G(OG)为目标污染物,研究Fe2+分别催化H2O2、S2O82-、H2O2-S2O82-降解0.1 mmol/LOG Fe2+/H2O2体系,[Fe2+]=1 mmol/L,pH=3,[H2O2]0=10 mmol/L,降解30 min OG脱色率为96%,随着pH值增大和[H2O2]0>10 mmol/L,OG脱色率减小,呈线性变化。Fe2+/S2O82-体系,随着S2O82-初始浓度增加OG脱色率增大,随着pH值增大OG脱色率减小,呈非线性变化。Fe2+/H2O2-S2O82-体系,pH=3,[H2O2]0=2 mmol/L,[S2O82-]0>10 mmol/L时OG脱色率持续增大。Fe2+/H2O2-S2O82-体系矿化率最高。利用乙醇和硝基苯作为分子探针,采用分子探针竞争实验鉴定该体系中产生的SO4.和OH.。     

一株 Bacillus sp.催化水解苯乙二醇硫酸酯研究

Bacillus sp.CCZU11-1可催化外消旋苯乙二醇硫酸酯合成（ S）-苯乙二醇（＞99％e.e.）。经优化,最适反应介质为正辛烷-缓冲溶液（20：80, V/V）两相体系,最适反应条件：温度30℃, pH 7.0,金属离子添加剂Fe2＋（0.1 mM）,细胞浓度0.10 g（湿重）/mL。生物转化50 mM 外消旋底物24 h,（ S）-苯乙二醇（＞99％e.e.）产率为48.7％。分批补料8批反应,可获得累计浓度达185 mM的（ S）-苯乙二醇。     

Fenton-铁氧体法联合工艺处理络合电镀废水

采用Fenton-铁氧体法联合工艺处理含铜、镍的络合电镀废水。探讨了Fenton法破络反应初始pH、初始H2O2质量浓度,Fe2+与H2O2的质量比和反应温度对COD去除率的影响,研究了铁氧体法处理时pH、反应温度、Fe与金属离子的质量比和曝气速率等对处理效果的影响。结果表明,在初始pH=3、初始H2O2质量浓度为3.33g/L、m(Fe2+)/m(H2O2)=0.1、温度25°C的最优Fenton氧化条件下,对废水进行Fenton氧化处理60min,COD去除率高达73.4%。铁氧体法处理的最优工艺条件为:沉淀pH=11,曝气流量25mL/min,Fe与废水中金属离子的质量比为10,反应温度50°C,曝气接触时间60min。在此条件下废水中镍离子和铜离子的去除率分别达到99.94%和99.81%,均达标排放。另外,沉淀污泥的构相分析表明,在最佳工艺条件下所得沉淀物含铁氧体NiFe2O4、Fe3O4等。     

铜冶炼污泥形成机理及其特性

运用XRD、ICP-AES、AFS、TG-DSC与毒性浸出试验研究了铜火法冶炼中石灰-铁盐法处理酸性废水（污酸）过程中含重金属及砷的污泥（中和渣）形成机理和特性。结果表明：电石渣乳中主要成分Ca(OH)2与污酸中硫酸反应生成CaSO4?xH2O并成为污泥的主要成分;重金属离子主要通过水解反应被沉淀下来,而砷以砷酸盐及亚砷酸盐沉淀而去除,在pH=12.4时电石渣乳与污酸一次中和反应之后,主要有害元素从103～102 mg/L降低至1 mg/L左右,经过絮凝剂添加、浓缩固-液分离与多次空气氧化步骤后使得主要重金属含量达到10?2 mg/L数量级,实现净化后水质达到GB 4913—85污水排放标准;污泥随着温度的升高而逐渐失重,室温至160 ℃时污泥中自由水与CaSO4?xH2O结晶水依次脱除,温度至400 ℃左右污泥中砷氧化物升华,至600～800 ℃范围内少量碳酸钙发生分解,至1050 ℃以上CaSO4在开始分解为氧化钙并造成明显失重;毒性浸出实验中污泥浸出液中As与Se的浓度明显高于GB 5085.3—2007所允许范围,属于危险废弃物。     

Degradation of orange G by H2O2、S2O82－、S2O82－-H2O2with ferrous ion

以偶氮染料橙黄G（OG）为目标污染物,研究Fe2+分别催化H2O2、S2O82－、H2O2-S2O82－降解0.1 mmol/L OG Fe2+/H2O2体系,[Fe2+]=1 mmol/L, pH=3, [H2O2]0=10 mmol/L,降解30 min OG脱色率为96%,随着pH值增大和[H2O2]0＞10 mmol/L,OG脱色率减小,呈线性变化。Fe2+/S2O82－体系,随着S2O82－初始浓度增加OG脱色率增大,随着pH值增大OG脱色率减小,呈非线性变化。Fe2+/H2O2-S2O82－体系,pH=3, [H2O2]0=2 mmol/L, [S2O82－]0＞10 mmol/L时OG脱色率持续增大。Fe2+/H2O2-S2O82－体系矿化率最高。利用乙醇和硝基苯作为分子探针,采用分子探针竞争实验鉴定该体系中产生的SO4?和OH?。     

CO2＋O2气化制气配水煤气生产甲醇的构想与可行性分析

以干燥后的焦炭为原料，O2和CO2为气化剂，在气化炉内进行气化反应并制得粗CO气。主要反应如下：C＋O2=CO2＋394．4kJ／mol（1）、C＋CO2=2CO—168．5kJ／mol（2）、C＋1／2O2=CO＋112．9kJ／mol（3）。反应主要按（1）、（2）式进行，反应（1）、（3）为氧化反应，是强放热过程，反应（2）为还原反应，是吸热过程。CO2除参与反应外，还起调节温度作用，控制燃烧层最高温度低于灰熔点（t2），防止灰渣结块。     

萃取-Fenton氧化法预处理富马酸生产废水

采用萃取-Fenton氧化相结合的工艺来预处理富马酸生产废水,考察了萃取剂种类、油水体积比、萃取剂与稀释剂体积比、萃取反应pH值、温度等因素对萃取效果的影响,同时研究了Fenton氧化法对萃取后废水的进一步处理效果,结果表明：以磷酸三丁酯为络合萃取剂,异辛醇为稀释剂,最佳油水体积比为0.8,最佳稀释体积比为V（萃取剂）∶V（稀释剂）=3∶1,最佳pH值为废水初始pH值,一次萃取废水CODCr去除率为73%;对萃取后废水采用Fenton氧化法进一步处理,H2O2投加量为9/5 Qth（理论投加量）,n（Fe2＋）∶n（H2O2）=1∶4,反应最佳pH值为3,反应时间为1 h,处理后废水CODCr质量浓度降至1 000 mg/L,总的CODCr去除率达到96.5%。