双膜强化类Fenton工艺处理制浆废水的研究

类Fenton工艺又称非均相Fenton工艺,主要用于降解废水COD,可避免传统Fenton工艺产生的铁泥问题,但双氧水利用率尚有待提高。采用1个陶瓷膜分布H_2O_2,另1个陶瓷膜分离催化剂,构成双膜促进的非均相Fenton新工艺,考察了不同催化剂对制浆废水中COD的降解效果,优化了H_2O_2进料速率和反应渗透通量,分析了催化剂的稳定性和陶瓷膜污染情况。结果表明,自制立方体结构的Cu2O对制浆废水中COD降解效果最佳,当Cu2O添加量为1 g·L-1,H_2O_2加入量为0.8 ml·L-1,反应温度为30℃,反应渗透通量为137 L·m-2·h-1时,RO(Ⅰ)~RO(Ⅳ)4种废水的COD降解量分别为11、130、291和417 mg·L-1,H_2O_2的利用率分别为9%、106%、232%、334%,H_2O_2利用率大于100%的主要原因是废水中大量的氯离子与铜催化剂作用产生氯自由基参与了降解反应,COD降解量与Cl-含量呈现线性关系,并且COD降解率随膜渗透通量的减小而增大。360 min的连续运行表明陶瓷膜分布器在非均相Fenton反应过程中会形成可逆滤饼层,膜污染较小,COD降解率稳定保持在65%以上。随着制浆废水中盐浓度的增大,Cu2O催化剂稳定性变差,Cu离子的溶出量增大。陶瓷膜可以强化非均相Fenton工艺处理制浆废水效果,提高双氧水的利用率和连续运行的稳定性。     

Cu/Al2O3催化剂用于H2O2分解生成羟基自由基的效率

非均相Fenton催化反应是降解废水中有机污染物的有效方法。提高H₂O₂分解生成羟基自由基（·OH）的利用率是提升废水处理效率、降低成本的关键。使用溶胶-凝胶法制备了Cu/Al₂O₃催化剂,基于·OH的生成效率,通过单因素实验发现反应温度、反应溶液pH及H₂O₂初始浓度是决定H₂O₂利用率的主要因素。通过响应面法进行实验设计,分析响应面方程,考察了H₂O₂初始浓度、溶液pH及反应温度三个因素之间的交互作用及其对反应过程的影响。以H₂O₂利用率的最大化为目标优化反应条件,当H₂O₂初始浓度、溶液pH及反应温度分别为707 mg·L^-1、5.12及59.4℃时,H₂O₂利用率可高达0.57,与实验结果相对误差仅为3.5%。所得结果对降低废水处理成本、提高降解效率具有重要的指导作用。     

非均相类Fenton法降解硝基苯化工废水的效能及其机制

以实验室制备的3A-Fe型分子筛为催化剂,并利用扫描电镜、能谱分析和XRD技术对催化剂进行了表征。在3A-Fe型分子筛与H₂O₂构建的非均相类Fenton催化体系内对硝基苯的降解效能和机制进行了研究,讨论了体系pH值、H₂O₂的投加量、催化剂投加量、硝基苯废水浓度对硝基苯降解率和反应速率的影响,并初步揭示了硝基苯的降解机理。结果表明：3A-Fe分子筛作为催化剂的类Fenton反应,在pH值2～10之间都具有较好的处理效果;类Fenton体系氧化降解反应过程是一种非均相的界面微观反应;3A-Fe类Fenton催化剂性能优越,对硝基苯废水中硝基苯的去除率为94.1%,COD_Cr和TOC的去除率分别为78.6%和60.5%。     

CuCe氧化物催化剂的制备及CWPO降解双酚A废水研究

为解决Fenton法存在活性组分流失及通常在pH 2～3条件下运行的局限性,采用柠檬酸络合法制备了CuCe氧化物催化剂,建立了双酚A非均相催化湿式过氧化氢氧化（CWPO）反应体系。考察了焙烧温度、Cu/Ce摩尔比、H₂O₂用量、双酚A初始浓度和pH对催化剂物化结构和CWPO性能的影响。并分析了可能的降解路径。结果表明：催化剂具有良好的高温稳定性和pH适应性,在pH 1.6～7.9范围内对双酚A都具有较高的降解性能,不需要调节pH。在焙烧温度450℃、Cu/Ce摩尔比1.0、催化剂用量1 g·L^-1、H₂O₂用量196 mmol·L^-1、BPA浓度152 mg·L^-1、pH 6.6、反应温度75℃、反应95 min后,BPA和TOC去除率分别为91.8%和84.5%,Cu²⁺析出浓度为19.3 mg·L^-1。推测了双酚A可能的降解路径。     

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。     

Si-FeOOH/H2O2类芬顿降解盐酸四环素废水的效能及其机理

采用碱沉法制备的Si-FeOOH作为非均相类芬顿催化剂,研究其催化降解盐酸四环素废水的效能,考察了催化剂投量、pH、过氧化氢加入量对盐酸四环素降解效能和反应速率的影响。实验结果表明:在催化剂投加量3.0 g·L^-1、H₂O₂投加量9.9 mmol·L^-1、pH为3、室温[(25±1)℃]的条件下,盐酸四环素降解率为90%,一级反应速率常数为0.0504 min^-1。与催化剂FeOOH相比,类芬顿催化剂Si-FeOOH性能更卓越。同时采用探针化合物正丁醇、苯醌,证明了Si-FeOOH /H₂O₂ 催化体系中的氧化活性种主要为羟基自由基(·OH)和超氧自由基(HO₂·), 并推测了其催化反应机理。     

类Fenton氧化法用于填埋场垃圾渗滤液的深度处理

采用膜技术处理垃圾渗滤液时会产生大量难以处理的浓缩液。Fenton等高级氧化技术可实现对渗滤液的全量化处理,但存在H₂O₂利用率低、催化剂分离困难等问题。类Fenton氧化技术可通过引入固相催化剂来克服传统Fenton技术的缺陷。采用粒状的多相催化剂(负载Fe-Cu-Ti的黏土)作为类Fenton催化剂,以垃圾渗滤液的MBR出水为处理对象,研究该催化剂氧化降解垃圾渗滤液MBR出水的性能,考察初始pH、H₂O₂投加量、催化剂投加量及反应时间对COD降解效果的影响,以及催化剂再生利用的可能性。实验结果表明：在初始pH为3、H₂O₂投加量为废水质量的2%、催化剂投加量为废水质量40%的条件下反应2 h,对MBR出水的COD去除率可达68.5%。多相催化剂经再生利用8次后对COD的去除率可达62.2%,催化剂质量损失率为0.003 8%。类Fenton反应可有效降低MBR出水中的有机物,后续可进一步耦合强化生化处理单元,以经济有效地达到《生活垃圾填埋场污染物排放标...     

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...     

UV-Fenton工艺的研究进展及其在水环境微污染处理领域的应用

近年来，水环境中的新型难降解污染物受到广泛关注，催生了该领域大量降解、还原及吸附等处理技术的相关研究，尤其是基于强氧化性自由基的高级氧化法(AOPs),典型工艺就是Fenton法。但在传统Fenton氧化体系中，H₂O₂的利用效率较低，铁泥产量高，且pH限制范围较窄，影响了Fenton反应的整体降解效果及应用。因此，引入了紫外光以提高H₂O₂的分解效率，即UV-Fenton体系，较传统Fenton可以有效减少Fe²⁺用量，促进Fe³⁺向Fe²⁺的转化，加速H₂O₂分解，并提高H₂O₂利用率，进而使有机物矿化更彻底。文章详细对比了传统Fenton与UV-Fenton工艺，介绍UV-Fenton工艺的反应原理，并讨论其影响因素(例如光照强度、Fe²⁺和H₂O₂用量等),同时，文章总结了U...     

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...     

Membrane enhanced COD degradation of pulp wastewater using Cu2O/H2O2 heterogeneous Fenton process

Both activity and stability of the catalyst can be improved in heterogeneous Fenton reaction, in particular, with no limitation for the working pH and no production of the sludge. In this work, a combination of catalyst Cu₂O and pore-channel-dispersed H₂O₂ is proposed to treat the pulp wastewater. Degradation degree of CODs in the wastewater was up to 77% in the ceramic membrane reactor using Cu₂O powder (2.0 g·L^-1) and membranefeeding H₂O₂ (0.8 ml·L^-1) within 60 min. Evolution of ·OH radical formation in the advanced oxidation process was analyzed with a fluorescent method. Utilization efficiency of H₂O₂ was successfully enhanced by 10% with the membrane distributor. Further on, the catalyst recyclability was evaluated in a five-cycle test. The concentration of copper ions being dissolved in the treated water was monitored with ICP. After Cu₂O/H₂O₂ (membrane) treatment the effluent is qualified to discharge with COD concentration lower than 15 mg·L^-1 with regard to the national standard GB25467-2010.     

微波-过氧化氢工艺处理含Cu-EDTA废水

采用微波-过氧化氢工艺处理含Cu-EDTA废水,考察反应时间、初始pH、H₂O₂投加量、微波功率以及共存物质等因素对该工艺处理效能的影响,并分析了氧化作用机制。结果表明,在初始pH为3,H₂O₂投加量为41 mmol·L^-1,微波功率为210 W时,1.57 mmol·L^-1Cu-EDTA反应10 min后,Cu和TOC去除率分别高达97.0%和60.7%,出水电导率低至1.8 mS·cm^-1,产泥量仅为0.15 g·L^-1。NO₃^-的存在对Cu-EDTA的氧化降解过程无明显影响,而Cl^-、H₂PO₄^-和酒石酸对反应过程有一定的抑制作用。该工艺下反应4 min后Cu-EDTA基本氧化为中间产物,并在4～6 min内急剧降解,最终形成小分子羧酸类物质、NH₃-N和无机碳。反应过程沉淀产物主要以CuO形式存在。相比Fenton工艺,该工艺在氧化效能、出水电导率及产泥量等方面有显著优势。     

改性活性半焦吸附-Fe/C微电解-Fenton联用技术处理焦化废水

采用改性活性半焦吸附-Fe/C微电解-Fenton联用技术处理焦化废水,探究联用技术工艺参数对焦化废水化学需氧量(COD)去除率的影响,结果表明:(1) 针对Fe/C微电解处理焦化废水的最佳操作条件为:pH=3,Fe与C质量比2.0∶1,Fe/C投加量30 g·L^-1,反应时间60 min,反应温度35 ℃;(2) 采用Fe/C微电解-Fenton氧化处理焦化废水最佳操作条件为:过氧化氢投加量25 mL·L^-1,pH=3,Fe与C质量比2.0∶1,Fe/C投加量30 g·L^-1,反应时间8 h。在最佳吸附-Fe/C-Fenton联用工艺条件下操作,对焦化废水COD降解率达到85.23%,COD由199.27 mg·L^-1降至29.43 mg·L^-1。动力学研究表明,动力学方程能很好的拟合Fe/C微电解降解过程。     

H2O2强化光催化处理苯胺化工废水的应用试验

研究者在苯胺模拟废水高级氧化处理方面开展了很多研究,但针对炼化企业苯胺装置废水含盐高、色度高、COD降解难等问题尚未开展工程应用。为解决苯胺生产废水的实际问题,本研究开展了TiO₂/UV-H₂O₂氧化降解苯胺废水（1~2m³/h）的现场试验研究。考察了苯胺废水在单独TiO₂/UV、单独H₂O₂氧化及TiO₂/UV-H₂O₂协同作用下的处理效果,提出了苯胺废水的最佳处理工艺方案,并进行了成本核算。结果表明,单独TiO₂/UV和单独H₂O₂氧化对苯胺废水的脱色率和COD去除率偏低,而TiO₂/UV-H₂O₂协同作用时苯胺废水脱色率和COD去除率可达95%以上。协同氧化体系中,H₂O₂的氧化降解作用显著,H₂O₂投加量1%~2%;酸性条件利于苯胺废水的降解,特别是pH=3.8~4.2时;TiO₂/UV和H₂O₂协同作用一段时间后,停止UV而凭借残余H₂O₂可以将体系中的中间产物继续降解直至矿化成CO₂。TiO₂/UV- H₂O₂协同处理炼化企业苯胺生产废水,出水COD≤60mg/L,色度≤20倍,单位能耗约18.44kW·h/m³,明显低于文献报道值,具有显著的技术性与经济性。     

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。     

Acid precipitation coupled membrane-dispersion advanced oxidation process (MAOP) to treat crystallization mother liquor of pulp wastewater

Treatment to crystallization mother liquor containing high concentration of organic and inorganic substances is a challenge in zero liquid discharge of industrial wastewater. Acid precipitation coupled membrane-dispersion advanced oxidation process(MAOP) was proposed for organics degradation before salt crystallization by evaporation. With acid–MAOP treatment CODCrin mother liquor of pulping wastewater was eliminated by 55.2% from ultrahigh initial concentration up to 12,500 mg·L~(-1). The decolorization rate was 96.5%. Recovered salt was mainly NaCl(83.3 wt%) having whiteness 50 brighter than industrial baysalt of whiteness 45. The oxidation conditions were optimized as CO_3= 0.11 g·L~(-1) and C_(H_2O_2)= 2.0 g·L~(-1) with dispersing rate 0.53 ml·min~(-1) for 100 min reaction toward acidified liquor of p H = 2. Acidification has notably improved evaporation efficiency during crystallization. Addition of H_2O_2 made through membrane dispersion has eliminated hydroxyl radical "quench effect" and enhanced the degradation capacity, in particular, the breakage of carbon–chloride bonds(of both aliphatic and aromatic). As a result, the proposed coupling method has improved organic pollutant reduction so as the purity of salt from the wastewater mixture which can facilitate water and salt recycling in industry.     

氧化破胶-絮凝过滤工艺降黏处理压裂返排液的研究

针对压裂返排液黏度较大、有机污染物含量高和处理难度大的特点,采用以Fenton试剂为氧化剂,聚合氯化铝为絮凝剂的氧化破胶-絮凝过滤工艺对其进行降黏处理和回收利用,并以黏度为指标,考察了Fenton试剂中H_2O_2(30%)、FeSO_4(0.5 mol·L~(-1))添加量及溶液pH、氧化破胶反应时间、絮凝剂种类和用量对降黏效果的影响。结果表明,对于100 mL黏度为16 m Pa·s的油田压裂返排液,当溶液pH为3.0,Fenton试剂中H_2O_2和FeSO_4添加量分别为0.48 mL和0.3 mL,反应时间为50 min时,氧化破胶效果最佳;氧化破胶后的溶液再经0.5 g聚合氯化铝絮凝过滤处理后,黏度可以降至1.1 m Pa·s,溶液中的大部分污染物也被除去,可以实现循环回收利用。     

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。