臭氧氧化去除饮用水消毒副产物二氯乙酸

采用臭氧氧化技术降解饮用水中的消毒副产物二氯乙酸(DCAA),考察了DCAA初始浓度、臭氧投量、pH、叔丁醇和不同水质等对DCAA去除效果的影响。结果表明,臭氧对DCAA的氧化去除效果较好,当DCAA初始浓度为100μg/L、pH值为6.88、臭氧投量为1.96 mg/L、反应时间为25 m in时,对DCAA的去除率为32.4%;在相同的试验条件下,臭氧对DCAA的去除率随DCAA初始浓度的增大而降低、随臭氧投量和溶液pH的增大而升高。叔丁醇(.OH抑制剂)的加入显著抑制了臭氧对DCAA的氧化去除效果,表明臭氧氧化DCAA的过程主要遵循羟基自由基反应机理。另外发现,臭氧对给水厂滤后水和松花江原水中DCAA的去除率比超纯水中的分别降低了7.06%和19.58%,由此推测实际水体中的有机物和重碳酸盐会抑制臭氧对DCAA的氧化降解。     

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%。...     

电化学除磷过程的条件优化与机理研究

为优化电化学除磷过程的条件并探究反应机理,通过模拟实际污水研究了初始pH值、初始磷浓度C_0及曝气强度j对电化学除磷过程的影响,同时对不同条件下电化学除磷过程进行了动力学分析。结果表明:随着初始pH值的增加,TP去除率先增加后减小;随着电解时间的增加,溶液pH值增大。当C_0为5 mg/L、电解时间为60 min、初始p H值为6～8时,TP去除率达到84. 5%以上;且当初始pH值为7时,TP去除率达到最高值,为87. 69%。C_0越高,TP去除率越低,但除磷的能耗也越低。当C_0为9 mg/L时,电解60 min后,TP去除率为72. 79%,去除单位质量磷的能耗仅为0. 059 kW·h/g,比C_0为5 mg/L时节约能耗0. 025 kW·h/g。当j为0. 14～0. 28 L/min时,电解60 min后,TP去除率达到86. 0%以上,比j为零时至少提高了43. 6%。动力学拟合结果表明,电化学除磷过程中存在着化学配位反应和吸附反应。当pH值为3～5时,除磷过程以化学配位反应为主,当pH值为7～11时,除磷过程则以吸附反应为主;且pH值增加不会减弱除磷过程中的吸附反应。当C_0为8～9 mg/L时,化学配位作用的除磷效果达到极限水平。曝气一方面有利于Fe~(2+)氧化为Fe~(3+),促进化学配位反应,另一方面可以缓解电极钝化,提高除磷效率。     

紫外/真空紫外反应器对磺胺类抗生素的去除研究

分别采用无臭氧与产臭氧的低压汞灯作为紫外光源构建紫外反应器,对比紫外(UV)和紫外/真空紫外(UV/VUV)两种处理方式对七种磺胺类抗生素混合溶液的处理效果,并考察了磺胺初始浓度、天然有机物和处理流量对UV/VUV去除效果的影响。结果表明,当每种磺胺初始浓度为20μg/L、处理流量为0.18 m~3/h、灯管输入功率为120 W时,单独UV仅对三种抗生素(磺胺噻唑、磺胺甲二唑和磺胺甲恶唑)的去除率70%,而由于额外的羟基自由基的氧化作用,UV/VUV对七种磺胺类抗生素的去除率均接近100%。初始磺胺浓度增加或天然有机物的存在会在一定程度上降低UV/VUV的处理效果。降低处理流量可以有效提高UV/VUV对磺胺的去除率,但同时也会增加能耗。当流量为0.18 m~3/h时,UV/VUV去除各磺胺的单位电能消耗(EEO)值在0.55~0.80 k W·h/(m~3·order)之间,远小于UV处理。此研究表明,在达到相同去除效果下,UV/VUV比UV能耗更低,适用于小规模分散式供水系统中高效去除微量有机污染物。     

活化过硫酸盐杀灭水中大肠杆菌

通过亚铁离子(Fe~(2+))活化过硫酸氢钾(PMS)产生硫酸根自由基(SO_4~-·),从而杀灭水中大肠杆菌。分析未活化的PMS、亚铁离子浓度、初始pH值、络合剂种类及浓度等因素对系统杀灭水中大肠杆菌效果的影响,并简要分析其杀菌机理。结果表明,未活化的PMS对水中大肠杆菌的杀灭能力有限,当PMS浓度为1 mmol/L时,对大肠杆菌的对数去除率仅为1. 4-lg;加入适量亚铁离子能显著提高杀灭效果,当PMS和Fe~(2+)的浓度均为0. 3 mmol/L时,对大肠杆菌的对数去除率达到6. 3-lg,而亚铁离子过量时则产生抑制效果;系统初始pH值对大肠杆菌的杀灭效果有显著影响,对数去除率随着pH值的升高而降低;在PMS/Fe~(2+)体系中加入柠檬酸及EDTA均可产生抑制效果,加入适量焦磷酸钾则具有促进作用。硫酸根自由基首先破坏细胞结构,使细胞膜破裂,进而对其内容物进行氧化破坏,导致细胞死亡。     

电流强度对3D-BER去除硝酸氮性能的影响

电化学作为一种水处理技术已逐渐得到广泛应用,但单一的电化学技术具有能耗高,电流效率低的缺点,将电化学和生物膜进行联合是近年来开发的一种新型水处理技术。采用新型3D-BER对模拟硝酸氮地下水进行了去除研究。研究结果显示,电流强度为40 m A时,3D-BER硝酸氮去除效率最高达到90.15%,出水亚硝酸氮受电流强度影响较小,而3D-BER中氨氮的积累量在40 mg/L时最高。     

双极电化学电解装置对盐水软化的性能评价

开发了一种双极电极电化学电解装置用于盐水软化,该装置采用聚四氟乙烯膜和双极电极作为酸碱分离材料,可构建4个腔室,阴极室出水回流至感应阴极室进行进一步软化。电流密度采用8 mA/cm²时,Ca²⁺去除率在碱性流和终端汇流中分别达到85%和57%,去除每千克CaCO₃能耗仅为0.62 kW·h。酸性流和碱性流最终汇流成终端出水,pH值为7,Ryznar稳定性指数为6.75。此外,浊度研究以及物相分析表明,在阴极室中沉积的CaCO₃颗粒对感应阴极室中的CaCO₃二次沉积存在优化作用。     

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。     

泡沫镍作阴极板的E-Fenton法处理RhB染料废水

染料废水由于其色度高、COD浓度高、盐度高、pH值不稳定,使其成为工业废水处理的一大难题。采用泡沫镍作阴极的电芬顿(E-Fenton)法处理罗丹明B(Rh B)染料废水,并与石墨电极做对比,分析了不同初始pH值和Fe~(2+)投加量对E-Fenton体系产生H_2O_2、·OH浓度及降解Rh B效果的影响。结果表明:在pH值=3、Fe~(2+)浓度为15μmol/L、电流为0.25 A、以泡沫镍为阴极的条件下,反应20 min后H_2O_2、·OH产量分别是以石墨为阴极的13.6倍和68.3倍;对于Rh B染料废水的降解,以泡沫镍为阴极条件下,60 min时降解率可达94.5%,远高于以石墨为阴极的降解率。对比以石墨为阴极的E-Fenton体系,以泡沫镍为阴极的E-Fenton对Rh B的降解更高效。     

O3／H2O2艺去除饮用水中2-MIB的效能与机制

以2-甲基异莰醇（MIB）为嗅味物质的代表物,采用过氧化氢／臭氧氧化（O3／H2O2）工艺去除水中嗅味物质,考察了O3／H2O2工艺对水中2一MIB的去除效能与主导作用机制。研究表明,投加H2O2显著提高了单独0,氧化对2-MIB的去除效能,H2O2与O3最佳物质的量比为0．3：1,且2-MIB去除效果随pH值的升高而升高。叔丁醇对2-MIB的去除表现出显著的抑制作用,在O3氧化2-MIB过程中,除O3分子氧化2-MIB外,O3在水中自分解产生的强氧化性的羟基自由基（HO·）也具有协同氧化作用。不同浓度的天然有机物（NOM）对2-MIB去除效果的影响不同,较低浓度的NOM促进了2-MIB的去除,但随着其浓度的升高,2-MIB去除率明显降低。O3／H2O2工艺对水中2-MIB表现出良好的去除效果,是强化去除水中2-MIB等致臭微量有机物的重要工艺。     

电凝聚法去除废水中重金属离子Cr6+、Cu2+的研究

考察了初始pH值、电解时间、电流强度、NaCl投量、离子共存及曝气量等因素对电凝聚法处理含Cr6+、Cu2+废水的影响。结果表明,随初始pH值的升高,对Cr6+的去除率呈先上升后下降的趋势,并在pH值=6时达到最高,而对Cu2+的去除率逐渐上升,并在pH值=5时达到最高后趋于稳定;对Cr6+、Cu2+的去除率均随反应时间及电流强度的增大而增大,并在时间为20min、电流强度为4 A时达到了比较稳定的去除效果;NaCl投量对Cr6+、Cu2+的去除率基本没有影响,其作用是适当地提高废水的电导率,降低能耗;对混合溶液中Cr6+、Cu2+的去除效果比单一溶液时好,金属离子共存对电凝聚处理重金属废水起促进作用;适当的曝气会提高重金属的去除率。     

臭氧氧化去除水中致嗅物质的研究

以典型的致嗅物质二甲基异茨醇(2-MIB)为代表,考察了臭氧氧化工艺去除水体嗅味的效能.试验结果表明:臭氧投量为1.5 mg/L时,蒸馏水和自来水中2-MIB的氧化降解率分别为57.3%和54.2%.水中臭氧浓度和pH值的升高可以明显提高工艺对2-MIB的去除率,臭氧投量从1.0 mg/L提高至2.0 mg/L后,2-MIB的去除率由43.9%上升至72.8%;当溶液分别由弱酸性(pH=4.0)升高至中性偏酸(pH=6.5)以及由中性偏碱(pH=7.5)升高至弱碱性(pH=9.0)时,2-MIB的去除率分别提高了24.9和21.8个百分点.水中腐殖酸的浓度不同时对反应体系的影响不同,促进与抑制作用并存.     

O_3/H_2O_2工艺去除饮用水中2-MIB的效能与机制

以2-甲基异莰醇(MIB)为嗅味物质的代表物,采用过氧化氢/臭氧氧化(O3/H2O2)工艺去除水中嗅味物质,考察了O3/H2O2工艺对水中2-MIB的去除效能与主导作用机制。研究表明,投加H2O2显著提高了单独O3氧化对2-MIB的去除效能,H2O2与O3最佳物质的量比为0.3∶1,且2-MIB去除效果随pH值的升高而升高。叔丁醇对2-MIB的去除表现出显著的抑制作用,在O3氧化2-MIB过程中,除O3分子氧化2-MIB外,O3在水中自分解产生的强氧化性的羟基自由基(HO.)也具有协同氧化作用。不同浓度的天然有机物(NOM)对2-MIB去除效果的影响不同,较低浓度的NOM促进了2-MIB的去除,但随着其浓度的升高,2-MIB去除率明显降低。O3/H2O2工艺对水中2-MIB表现出良好的去除效果,是强化去除水中2-MIB等致臭微量有机物的重要工艺。     

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。     

ZnOOH催化臭氧氧化去除水中痕量卡马西平

采用连续流试验,研究了羟基化锌(ZnOOH)催化臭氧氧化和单独臭氧氧化去除水中痕量卡马西平(CBZ)的效果,并探讨了臭氧投加量、pH值、催化剂投加量及使用次数等因素对催化性能的影响。结果表明,ZnOOH对水中的CBZ有较强的催化活性,相同试验条件下,催化臭氧氧化出水中的CBZ浓度比单独臭氧氧化的低48.5%,且对CBZ的去除效果随催化剂投加量的增加而提高。本试验条件下,催化剂的最佳投加量为100 mg/L;催化剂在偏碱性条件下对目标物的去除效果更佳;催化剂使用了5次,其催化效果基本没有变化,没有发现锌离子溶出。     

电化学-臭氧技术处理水中难降解有机污染物的研究进展

电化学-臭氧联用技术凭借其操作维护方便、处理效率高等优点在水处理领域受到了广泛关注。介绍了不同条件下电化学-臭氧联用技术的反应机理,以及电化学-臭氧联用技术在不同水处理条件下的运用和效果。影响电化学-臭氧联用技术的影响因素主要有电流强度、臭氧量、电极材料、电解质及目标污染物的性质。此外,反应器的样式也会影响电化学-臭氧联用技术的水处理效果。最后,对电化学-臭氧联用技术的前景进行了展望。     

亚硫酸钠-Fe(Ⅱ)-溶解氧对酸性紫FBL降解脱色的研究

以酸性紫FBL为降解目标,采用亚硫酸钠-Fe(Ⅱ)-溶解氧体系产生的硫酸根自由基(·SO4-)降解酸性紫FBL脱色,比较了不同体系的降解脱色性能,考察了pH值、Fe~(2+)浓度、SO_3~(2-)浓度、空气流量、酸性紫FBL的初始浓度对降解脱色的影响。结果表明,在最佳的实验条件为:pH=7.0,Fe2+浓度为0.75 mmol/L,SO_3~(2-)浓度为1.25 mmol/L,空气流量为0.70 L/min,污染物浓度为128 mg/L。经过40 min的降解脱色,酸性紫FBL溶液的脱色率可达到94%以上。     

多孔钛板负载Pd-Sn电催化去除硝酸盐氮的研究

研究了多孔钛板负载催化剂Pd-Sn(4:1)作为阴极,利用电化学反应器脱除饮用水中的硝酸盐氮.在通常饮用水水源的硝酸盐氮含量范围内,电化学催化反硝化的活性可达39.97me/(g·h),在pH值为7,电流密度为2.3 mA/cm2,反应600 min后,NO3--N的浓度从22.6 mg/L下降到0.3 mg/L,去除率达到98%,出水浓度远远低于饮用水水质标准要求的10 mg/L.然而此催化剂负载比例下对副产物氨氮和亚硝酸盐氮尤其是对氨氮的选择率非常高.低电流密度和低pH值时,NO3-N去除率比较高,而中间产物NO-2生成较少,NH4+的生成量则随着电流密度和pH值的降低而增加,并且随着电流密度的增加,硝酸盐还原的电流效率显著降低.Pd-Sn的协同作用,提高了反应活性和氮气的选择率.     

水上介质阻挡放电等离子技术去除双酚A

研究了水上介质阻挡放电法(DBDow)去除水体中双酚A(BPA)的效果与机制,考察了峰值电压、BPA的初始浓度、pH值、电导率等对降解效果的影响。结果表明,随着峰值电压(20、21、22、23、24 kV)的升高,BPA降解率升高,初始浓度为0.684 1 mg/L的BPA在30 min时降解率均超过85%。当峰值电压为24 kV、BPA初始浓度为0.334 0～0.684 1 mg/L、初始电导率为2μS/cm、pH值为7时,随BPA初始浓度的增加,BPA的降解率增大,其中初始浓度为0.684 1 mg/L的BPA降解率在30 min时达到90%。此外,BPA降解率还随pH值的升高而降低、溶液初始电导率的增大而升高。根据GC-MS检测到的中间产物,推测BPA可能的降解途径为:BPA断裂生成4-异丙烷基苯酚自由基,4-异丙烷基苯酚自由基形成2,5-二叔丁基酚以及丙三醇,而丙三醇进一步生成乙二醇。     

水中腐殖酸的臭氧氧化处理

臭氧氧化法是去除水中三卤甲烷的前身物质——腐殖质的重要方法之一。有关这一课题,国内外学者的研究结果和所持的观点不尽相同。为此我们选取了四种不同来源的腐殖酸,从以下几个方面进行了考察:(l)臭氧氧化对来源不同的腐殖酸的去除效能。(2)腐殖酸的臭氧氧化速率。(3)臭氧化与pH值的关系。(4)臭氧氧化对紫外吸收性和腐殖化程度的影响。(5)臭氧化产物的可生化性。