Fe2+/HSO3-和Fe2+/S2O82-体系降解双氯酚酸研究

研究采用Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)和Fe~(2+)/HSO_3~-两体系降解水中双氯酚酸(DCF)。结果表明,S_2O_8~(2-)、HSO_3~-与催化剂Fe~(2+)的优化摩尔比分别为1:1和10:1,反应5 min,DCF的降解率分别可达90%、100%。在Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系中,Cl~-可促进DCF降解,富里酸(FA)、草酸跟、柠檬酸根和磷酸根则有轻微抑制作用;而在Fe~(2+)/HSO_3~-体系中,Cl~-对DCF降解有轻微抑制作用,FA和4种常见铁离子配体则呈现明显抑制。SO_4~(·-)是两体系的主要活性自由基,Fe~(2+)/HSO_3~-体系中,SO_3~(·-)和SO_5~(·-)对DCF的降解也有一定作用。在Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系中,几乎无脱氯反应发生;而在Fe~(2+)/HSO_3~-体系中,则呈现较好的脱氯效率。     

UV/Fenton-Fe~0技术降解盐酸副品红的研究

采用基于Fe~0的非均相UV/Fenton技术对水中盐酸副品红(BR9)的去除效果和主要影响因素进行了研究。结果表明:当pH=3.0,Fe~025 mg/L,H_2O_2 34 mg/L时,1 min后BR9的去除率达93.4%,反应符合伪一级降解动力学;初始BR9浓度升高,反应速率降低,BR9绝对去除量增加。pH升高,BR9去除率降低,pH3时,BR9去除率70%;水中少量天然有机物(TOC 5~10 mg/L)和常见无机阴离子(Cl~-、SO_4~(2-)和NO_3~-)均抑制了体系对BR9的降解;自由基抑制实验证实降解过程符合羟基自由基(·OH)氧化机理。     

Fe~0/C微电解活化过硫酸盐降解活性红X-3B

构建Fe~0/C微电解+过硫酸盐(PS)耦合体系,以活性红X-3B模拟废水为样本考察其处理能力。结果表明,Fe~0/C体系脱色率和COD去除率约85%和55%,投加PS显著提升脱色率至98%,COD去除率至75%;Fe~0/C+PS耦合体系适宜m(Fe~0)/m(C)为2:1,PS浓度35 mmol/L,初始p H为3.0~7.0。Fe~0/C+PS处理活性红X-3B废水30 min时脱色率即达到98%,其后不再有明显变化,但COD去除率从30 min的58%逐渐增加到90 min的75%,说明Fe~0/C活化的SO_4~(·-)有足够能力氧化偶氮键,但还不足以全面氧化偶氮键断裂形成的有机物碎片或群体。三维荧光光谱(3DEEM)结果验证了SO_4~(·-)对偶氮键的氧化能力。Fe~0/C+PS体系对难降解的腐殖酸类物质有较好的氧化效果,预处理可明显改善废水可生化性。     

紫外活化过硫酸盐降解磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯

采用紫外活化过硫酸盐(UV/PS)去除水体中有机磷阻燃剂磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCPP),探索不同因素对UV/PS降解TDCPP的影响及降解中间产物的转化机制,并考察UV/PS对实际水体中TDCPP的去除效果。结果表明,TDCPP降解反应符合准1级动力学模型,优化反应速率常数(k_(obs))为0.122 2 min~(-1);当PS投加量为50 mg/L、pH为7时,在30 min内TDCPP降解率高达97.9%;溶液中CO_3~(2-)、NO_3~-、Cl~-的存在均会降低UV/PS对TDCPP的去除效率,且抑制作用CO_3~(2-)NO_3~-Cl~-;此外,自由基淬灭实验表明SO_4~(·-)对TDCPP的降解起主导作用。采用液相串联高分辨质谱检测到2种稳定的降解产物。实验结果可为实际水体中有机磷阻燃剂的有效控制提供了新的科学视角。     

Bi2MoO6耦合过硫酸盐降解亚甲基蓝

采用简单的水热法成功合成了钼酸铋(Bi_2MoO_6)光催化剂,通过XRD、FESEM对光催化剂的晶体结构和形貌进行分析。在光照射条件下,研究了Bi_2MoO_6耦合过硫酸盐(PS)降解水中亚甲基蓝(MB)的效果,分别考察过硫酸盐浓度、催化剂投加量、初始pH、共存阴离子和腐殖酸对MB降解效果的影响。结果表明,PS浓度为2 mmol/L、Bi2MoO6投加量为0.6 g/L、pH为11时,光照60 min后MB降解率可达99%。中性和碱性pH条件下MB均可有效降解,碱性初始pH更有利于反应体系降解MB。Cl~-对MB的降解有促进作用,而NO_3~-、CO_3~(2-)、腐殖酸均对MB的降解有抑制作用。自由基猝灭实验结果表明,光/Bi_2MoO_6/PS体系中的主要活性物种为h~+、SO_4~(·-)、·OH。研究结果可为探索新型非均相催化剂协同PS降解染料废水提供一定应用参考。     

硫酸根自由基对甲基橙的处理效果及机理

以甲基橙为目标物,研究基于硫酸根自由基的高级氧化技术对甲基橙的降解效果,同时分析pH及各类阴离子对甲基橙降解效果的影响。结果表明,n(过硫酸盐)∶n(甲基橙)为12、反应120 min后,甲基橙去除率达到51%。加入亚铁能极大加速甲基橙的去除率,n(甲基橙)∶n(Fe~(2+))∶n(S_2O_8~(2-))为1∶4∶12时,反应120 min后甲基橙去除率比单独过硫酸盐体系提高26%,前5 min甲基橙去除率即可达到42%。pH对Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系或单独S_2O_8~(2-)体系降解甲基橙的影响较小。溶液中的NO_3~-对Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系降解甲基橙基本无影响。Cl~-、H_2PO_4~-、CO_3~(2-)或HCO_3~-对Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系降解甲基橙均有一定程度的抑制作用,且整体呈现抑制作用随阴离子浓度升高而增大的趋势。     

UV/Fenton-Fe~0降解水中阿特拉津动力学及影响因素

研究采用Fe~0非均相UV/Fenton技术去除水中阿特拉津(ATZ)。结果表明,UV/Fenton-Fe~0技术能够实现水中ATZ的快速去除,当p H为3.0,H_2O_2、Fe~0的质量浓度分别为17、25 mg/L时反应速率最快,5 min后ATZ去除率可达97.5%,反应符合准1级降解动力学。初始ATZ含量升高,反应速率降低,ATZ的绝对去除量增加。UV/Fenton-Fe~0体系拓宽了p H适用范围,在初始p H为3.0~7.0时,反应7 min后ATZ去除率均达到95%以上。水中少量天然有机物(TOC的质量浓度5~10 mg/L)对ATZ降解有明显促进,ATZ降解速率较纯水基质中提高7倍以上。水中Cl-和SO42-的存在对UV/Fenton-Fe~0过程也有明显促进,而NO3-则表现为抑制;自由基抑制实验证实了降解过程符合·OH氧化机理。     

化学法处理低浓度硝酸盐氮废水的试验研究

试验探究了Fe~0+NaClO处理低浓度硝酸盐氮废水的可行性。考察了pH、温度、Fe~(2+)浓度、Fe~0投加量和初始NO_3~-浓度对Fe~0还原硝酸根的影响以及NaClO投加量对Fe~0和NO_3~-的还原产物NH_4~+去除效果的影响。试验结果表明,当NO_3~-初始质量浓度为50 mg/L、pH=2时,投加10 g/L Fe~0,50℃恒温反应2 h后,再投加300 mmol/L的NaClO,可使出水NO_3~-低于5 mg/L,NH_4~+低于2 mg/L。     

无机离子对电Fenton法处理苯胺废水的影响探究

通过实验考察了不同无机离子对三维电极体系耦合电-Fenton法处理苯胺废水效果的影响。实验发现适当浓度的Fe~(3+)可促进苯胺的降解,Mn~(2+)、S~(2-)、CO_3~(2-)、H_2PO_4~-、Cl~-则在一定程度上抑制了苯胺降解。NO_3~-对降解苯胺的影响并不明显。实际工程中,可根据不同无机离子对Fenton法影响程度,采取相应的预处理措施,保证苯胺废水处理效果。     

Fe~(3+)对厌氧产甲烷体系的影响及生物有效性研究

通过间歇实验建立厌氧产甲烷体系,研究不同Fe~(3+)含量对厌氧颗粒污泥消化过程的影响。结果表明,当Fe~(3+)的质量浓度为0~40 mg/L时,甲烷产量随着Fe~(3+)含量增加而增加,加快了微生物对挥发性脂肪酸(VFAs)的利用;高含量Fe~(3+)(质量浓度50~100 mg/L)抑制厌氧产甲烷过程。当Fe~(3+)的质量浓度在40 mg/L时,获得最大甲烷气体体积1.578 L,较对照提高了36.32%。利用Gompertz模型拟合可得,最大产甲烷产率和甲烷潜在产量分别达到11.06m L/h和1.640 L,延滞时间缩短了3.98 h。脱氢酶和F420的质量浓度分别为27.23μg/L和54.85μg/L。且Fe~(3+)的质量浓度在40 mg/L时,污泥对Fe~(3+)水溶态和离子交换态利用率分别提高了90.36%和54.55%,总利用率达25.32%,生物有效性得到提升。     

Fe~(2+)活化H_2O_2/PS降解卡马西平的主要影响因素研究

采用亚铁离子活化H_2O_2/PS(过硫酸盐)降解水中的卡马西平(CBZ),对亚铁离子活化H_2O_2/PS降解卡马西平的影响因素进行了研究。结果表明,n(H_2O_2)/n(PS)为3∶1、Fe~(2+)的浓度为0. 1 mmol/L、pH=3、反应时间为30 min时,卡马西平的降解率达到62. 9%。增加Fe~(2+)的浓度能提高卡马西平的降解效率,增加卡马西平的初始浓度会降低卡马西平的去除率,但提高了卡马西平总的去除量。通过甲醇和叔丁醇淬灭实验验证了在亚铁离子活化H_2O_2/PS体系中HO·是主要的反应自由基。该研究为降解水中卡马西平提供了一种技术支持。     

柠檬酸螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐降解活性艳红X-3B

文章研究了柠檬酸螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐体系对水中活性艳红X-3B的降解效果。考察了过硫酸盐浓度、Fe(Ⅲ)/柠檬酸(CA)、pH及阴离子(NO_3~-、NO_2~-、HCO_3~-、Cl~-)对X-3B降解效果的影响,并研究体系中产生自由基的贡献率。结果表明,过硫酸盐浓度为0.2 mmol/L时,X-3B降解率最大;X-3B的降解率随Fe(Ⅲ)/CA增大而增大;pH的增大不利于X-3B的降解;无机阴离子的加入抑制X-3B的降解。·OH和SO_4~(·-)在光解过程中的贡献率分别为58%和31%。     

紫外-过氧乙酸光化学降解水中的三氯生

对UV/PAA降解三氯生(TCS)进行了研究。结果表明,TCS在UV/PAA中的降解符合准一级反应动力学,体系中羟基自由基(HO·)促进了 TCS的降解。初始pH对TCS的降解影响显著,pH越高TCS的降解速率越快。随着PAA投加量的提高,TCS的降解效率也逐渐提高,但同时PAA也能与TCS竞争HO·。虽然HCO_3~-和Cl~-可与HO·反应,但它们对TCS的降解几乎无影响;SO_4~(2-)和Cu~(2+)对TCS的去除也基本无影响。由于HO·的产生,NO_3~-能够显著促进TCS的去除,且促进作用随着NO_3~-含量的增加而增大。Fe~(3+)和NOM的存在能够抑制TCS的去除,且抑制作用随着它们含量的提高而增大。TCS可能的转化机理主要包括5种不同的反应路径:醚键断裂、环化反应、脱氯反应、羟基化、脱氢反应。     

芬顿法氧化降解水中茜素红的研究

研究了芬顿法对水中偶氮染料茜素红氧化降解过程。考察了溶液的pH值、不同H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比、H_2O_2/Fe~(2+)投加量、染料初始浓度对茜素红降解效果的影响。结果表明:茜素红初始浓度为20 mg/L,在pH值为3、H_2O_2和Fe~(2+)投加量分别为0.5 mmol/L和0.1 mmol/L的最佳条件下,反应30 min后茜素红的降解率达到最大值65.48%。Cl~-对茜素红在芬顿体系中的降解表现明显的抑制作用,SO_4~(2-)和NO_3~-的存在降低了芬顿试剂的氧化性能,也阻碍了茜素红的降解。     

紫外-过硫酸盐降解水中环丙沙星动力学和效果

研究了紫外发光二极管-过硫酸盐(UV-LED/PS)体系降解环丙沙星(CIP)的动力学和效果。结果表明,不同UV波长(255~365 nm)能影响降解效率,对于浓度3μmol/L的CIP,UV波长280 nm+浓度84μmol/L的PS的降解效率最高,速率常数k_(obs)为0.124 8 min~(-1)。溶液pH为7时反应效率最高,酸性或碱性条件不利于降解;NO_3~-对反应速率有显著影响。低功率(23μW/cm~2)UV/PS体系对CIP的矿化效果并不明显,但能有效削弱CIP的抑菌性。     

NaHSO3强化Fe2+/过硫酸盐体系处理铬黑T废水的优化

采用亚硫酸氢钠(NaHSO_3)强化Fe~(2+)/过硫酸盐(PS)体系降解铬黑T(EBT)。基于单因素实验结果,以Fe~(2+)浓度、NaHSO_3投加量和PS浓度作为考察因素,EBT去除率为响应值,采用Box-Behnken响应曲面法建立二次数学模型,分析各因素及其交互作用对EBT降解的影响。在模型优化条件,即Fe~(2+)浓度0.08 mmol/L、NaHSO_3投加量0.90mmol/L、PS浓度1.00 mmol/L条件下,预测EBT去除率为93.7%。验证实验平均结果为92.76%,与预测值偏差为0.94%。     

Fe2+/过碳酸盐催化氧化修复四氯乙烯污染地下水的机理及应用

采用Fe~(2+)催化过碳酸钠(SPC)工艺对四氯乙烯(PCE)污染地下水进行修复,考察了氧化剂、催化剂浓度对PCE降解过程的影响。分别以硝基苯和四氯化碳为HO·探针和还原性自由基探针,证实了Fe~(2+)/SPC工艺中存在大量的HO·和少量的O_2~(·-);分别以异丙醇及氯仿为HO·及还原性自由基的清扫剂考察工艺的主体自由基,结果表明Fe~(2+)/SPC工艺降解PCE的主体自由基为HO.,并通过电子顺磁共振(EPR)试验证实了这一结果。结合实际地下水成分,考察了阴离子(Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-)及腐植酸(HA)对PCE降解过程的影响,结果表明HCO_3~-、CI~-及HA均对降解过程有抑制作用,而SO_4~(2-)、NO_3~-对PCE降解没有显著影响。Cl~-浓度测定结果表明,催化降解过程能使PCE完全脱氯。采用Fe~(2+)/SPC催化降解工艺修复PCE污染地下水具有较好的应用前景,实际应用中应考虑药剂投加量、阴离子和腐植酸等的影响。     

黄铁矿活化过硫酸钠降解对氯苯胺的研究

研究了黄铁矿(pyrite-FeS2)活化过硫酸盐(PS)产生具有强氧化性的硫酸根自由基降解对氯苯胺(PCA)。系统探讨了FeS2活化PS降解对氯苯胺体系中,初始pH、FeS2投加量以及PS浓度对PCA降解率的影响。结果表明:PS/FeS2体系能有效地降解PCA,在PCA初始浓度为0.1 mmol·L-1,FeS2含量为0.5 g·L-1,温度为20℃,PS投加量为2.5 mmol·L-1,初始pH为7,反应4 h后PCA去除率达到91.02%。初始pH为3时PCA降解效果最佳,反应1 h后PCA的降解率达到100%。     

真空紫外光化学降解双酚A的影响因素研究

以双酚A(BPA)为目标污染物,研究了185 nm真空紫外光(VUV)辐照下其光化学降解。结果表明,在一定的辐照度下,BPA的去除率随其初始含量的增大而减小。当溶液初始pH为5.95时,BPA的降解速率最大;而随着溶液pH的增加,降解速率减慢,强碱性条件不利于BPA的降解。CO_3~(2-)、HCO_3~-、NO_3~-、Cl~-以及SO_4~(2-)与BPA共存时,其准1级反应速率常数k(CO_3~(2-))k(NO_3~-)k(HCO_3~-)k(Cl~-)k(无)k(SO_4~(2-)),其中CO_3~(2-)对反应的抑制作用最大,而Cl~-的抑制作用和SO_4~(2-)的促进作用不显著。不同水质对BPA降解的影响表明:BPA在超纯水中的降解最快,其次是自来水,而在河水中的降解最慢。溶解有机质的存在是抑制实际水体中BPA降解的主要原因。由此推断,BPA在185 nm VUV的作用下主要是通过直接光解和羟基自由基引起的间接降解而得到去除。     

Fenton/过硫酸盐降解水中的4-乙酰氨基酚

以Fe~(2+)作为活化剂,活化H_2O_2和过硫酸盐(PS)降解水中的4-乙酰氨基酚(AC),考察了影响降解效果的主要因素。结果表明,AC降解率随着Fe~(2+)浓度的增加而提高,随着pH的增加而降低。采用Fenton/PS体系在弱酸性和中性条件下降解AC,AC降解率可分别达到88%和61%;在pH=8时仍有32%的AC降解率,扩大了pH的适用区域。甲醇和叔丁醇淬灭实验验证了在Fenton/PS体系中降解AC,HO·是主要的反应自由基。