UV/H_2O_2体系六氯苯降解途径探讨

实验采用了UV/H_2O_2体系氧化降解工艺对HCB进行降解实验,并分别考察了在p H、H_2O_2浓度、HCB浓度等单因素条件和不同氧化条件下的实际氧化降解效果,并进行了GC、GC-MS、IC扫面分析和氧化机理分析。结果表明:在室温条件下,H_2O_2的添加浓度对降解效率起到了决定性作用,当H_2O_2浓度在0.1 mol/L条件下时,降解效果最好为57.6%;不同氧化降解条件实验表明,在UV/H_2O_2协同氧化条件下,要优于两者单独氧化降解,表明H_2O_2和UV在氧化过程中产生了协同促进租用;根据GC、GC-MS、IC扫面分析,表明中间产物中主要是氯苯酚类化合物。     

垃圾焚烧烟气臭氧同时脱硝脱汞反应动力学研究

近年来,臭氧多种污染物一体化脱除技术在大气环境治理方面得到了广泛应用。臭氧作为一种强氧化剂,除了可将烟气中的NO深度氧化外,还可实现对微量重金属元素Hg的氧化脱除。通过建立臭氧与多种烟气污染物的反应动力学机理,采用Chemkin Pro软件,对某垃圾焚烧烟气臭氧同时脱硝脱汞过程进行反应动力学模拟。通过对NO、Hg与O_3反应的敏感度系数分析,得到O_3对NO和Hg氧化的关键基元反应,从而提出O_3和Hg的氧化反应路径;并进一步改变原烟气的初始参数,探究烟气温度、摩尔比和反应时间对NO和Hg脱除过程的影响。模拟结果表明,随着O_3/NO摩尔比增大,NO和Hg的氧化脱除效率增大。温度对于O_3深度氧化NO过程和Hg氧化脱除过程均有显著影响,温度过低,反应速率较慢,氧化过程延长;温度过高,反应速率加快,但由于中间产物的氧化分解,导致总体氧化脱除效率降低; NO深度氧化为N_2O_5的反应时间远大于初级氧化为NO_2的反应时间,深度氧化时间为5~8 s,最佳反应温度为60~80℃;垃圾焚烧过程产生的HCl气体对Hg氧化具有促进作用,Hg氧化为Hg~(2+)的反应时间在4~6 s,最佳反应温度在110℃左右,最终氧化产物为HgO和HgCl_2。     

基于CFD模拟的臭氧低温氧化烧结烟气中NO过程分析

以256 m~2烧结机O_3氧化烧结烟气中NO过程为研究对象,采用CFD数值模拟方法考察了含O_3喷射气体与烧结烟气流动及NO低温氧化特性。通过与76步复杂反应机理的对比验证了11步简化机理的适用性,分析了反应温度、O_3/NO摩尔比以及O_3分布特性对NO氧化效率和不同价态NO_x转化率的影响规律。通过对简单结构反应器的模拟结果表明:NO_3稳定性较差,烟道内主要氧化产物为NO_2与N_2O_5;随反应温度升高,NO氧化效率基本保持不变,NO_2转化率提高且提升速率逐渐增大而N_2O_5呈相反规律;随O_3/NO摩尔比增大,NO氧化效率提高但提升速率逐渐减小,NO_2转化率先增大后在摩尔比高于1.25时开始减小,而各工况均产生N_2O_5且生成量逐渐增大,其原因为射流核心区可提供高O_3/NO摩尔比条件;通过优化O_3分布器结构改善O_3与烟气接触与混合条件,O_3与NO摩尔比为1.0、停留时间为0.87 s时NO氧化率可提高约12.8%,摩尔比为2.0、停留时间为1.73 s时N_2O_5转化率可提高约15.6%。     

Fe_3O_4协同H_2O_2气相高级氧化单质汞的机理

利用密度泛函理论分别研究了H_2O_2分子在Fe_3O_4(111)、(110)和(001)表面分解特性,并对单质汞在H_2O_2/Fe_3O_4体系的反应特性进行了研究。对比不同构型的结合能、Mulliken电荷转移和分态密度分析,详细讨论了H_2O_2分解产生羟基的规律以及Hg0的氧化态中间产物成键特性。结果表明:H_2O_2分子在Fe_3O_4(111)、(001)A和(110)A表面更容易分解产生羟基;不同表面产生的羟基对Hg0具有不同的氧化活性;Hg~0在表面羟基的作用下可有效通过电荷转移实现氧化。对比分析了三种表面汞氧化态中间产物的脱附路径,HO—Hg—OH和Hg—OH的表面脱附是主要的反应路径。     

油酸氧化裂解制取壬酸和壬二酸

<正> 以不同氧化剂(K_2Mn_2O_8,K_2Cr_2O_7,CrO_3,H_2O_2,O_3,NaOCl)氧化裂解油酸试验,及对经济技术指标的分析,表明在油酸氧化裂解的工业生产过程中,NaOCl是最     

废水中有机污染物高级氧化过程的降解

讨论了废水中有机污染物O_3／H_2O_2高级氧化过程的降解及其反应机理。探讨了有机污染物高级氧化过程降解的控制机制。     

Fe(Ⅱ)/H_2O_2体系氧化NO主要活性物质及自由基无效消耗路径

H_2O_2利用率低是Fe(Ⅱ)/H_2O_2氧化体系应用的瓶颈,自由基无效消耗是H_2O_2利用率低的主要原因之一。本文以烟气中NO氧化为技术背景,实验研究了Fe(Ⅱ)/H_2O_2体系内H_2O_2及各种自由基在氧化NO中的作用及自由基无效消耗路径。结果表明:H_2O_2直接氧化NO能力很弱;虽然·OH及HO2·均可以氧化NO,但·OH的氧化作用大于HO2·。氧化NO同时,绝大多数·OH及HO2·通过两者的快速复合反应而无效消耗,严重影响了H_2O_2利用率。因此,使用Fe(Ⅱ)/H_2O_2体系降解污染物过程中,应尽量避免·OH及HO_2·两种自由基同时大量存在。     

碱性溶液中H_2O_2-S_4O_6~(2-)反应动力学及机理研究

S_4O_6~(2-)是S_2O_3~(2-)氧化过程重要的中间产物。在p H值9.5~11.0范围内,用毛细管电泳方法对S_4O_6~(2-)的H_2O_2氧化反应进行了动力学研究。在反应溶液中检测到的产物包括S_2O_3~(2-)、S_2O_6~(2-)和S_3O_6~(2-)。在动力学研究中发现,氧化剂H_2O_2的浓度对S_4O_6~(2-)的降解速率影响不大,这可能是由于H_2O_2-S_4O_6~(2-)氧化体系中,优先发生的反应不是S_4O_6~(2-)的氧化,而是它的碱性分解反应,H_2O_2只对S_4O_6~(2-)的降解产物进行氧化。在考察p H值范围内,S_4O_6~(2-)的氧化降解速率受pH值影响较大,但速率常数与S_4O_6~(2-)碱性分解反应速率十分接近。提出了13步反应机理,通过数值拟合计算得到的动力学曲线与实验曲线较好地吻合。     

不同高级氧化工艺处理焦化废水二级生化工艺出水研究

针对焦化废水二级生化处理工艺出水化学需氧量(COD)难以达标的问题,采用实际焦化废水,通过开展半连续实验室小试试验,对比研究了单独臭氧氧化、O_3/H_2O_2氧化和UV-Fenton氧化3种工艺深度处理焦化废水的效果,并对不同工艺出水的UV_(254)、BOD_5/COD、发光细菌毒性、三维荧光光谱进行分析,研究不同高级氧化工艺对出水水质的影响规律。结果表明:增加臭氧投加量和添加H_2O_2能显著提高焦化废水二级生化工艺出水中有机物的去除效果。进水COD为(200±10)mg/L、O_3投加量为30 mg/L时,反应120 min后单独臭氧氧化对COD的去除率仅为36%;而对于UV-Fenton氧化,进水COD为(200±10)mg/L、H_2O_2(30%)投加浓度为2 g/L、Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比为1∶10时,COD的去除率为50%;单独臭氧氧化和UV-Fenton均不能满足排放标准。进水COD为(200±10)mg/L、O_3投加量为30 mg/L、H_2O_2(30%)投加浓度为2 g/L,反应120 min后COD去除率达到63%,O_3/H_2O_2氧化工艺出水COD达到74 mg/L,满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。3种工艺中,O_3/H_2O_2氧化的COD去除效果最好,这主要归因于O_3和H_2O_2协同产生强氧化性自由基,但当H_2O_2浓度过高时,体系中产生的·OH反而与H_2O_2反应,从而导致O_3/H_2O_2体系的氧化能力下降。3种工艺都能有效降低出水毒性,出水发光细菌急性毒性试验显示,单独O_3氧化、O_3/H_2O_2氧化处理15 min后,相对发光度分别上升到90%和87%,UV-Fenton氧化处理30 min后,出水的相对发光度上升到71.57%。与单独臭氧氧化和O_3/H_2O_2氧化工艺相比,UV-Fenton工艺处理出水急性毒性相对较高,可能与臭氧的消毒作用有关。3种工艺对废水可生化性的提高程度不明显,BOD_5/COD从0.02最大提升到0.1左右。UV_(254)和三维荧光光谱的对比分析表明,3种工艺对出水中芳香族化合物和荧光物质具有明显的分解作用。单独O_3氧化可优先降解废水中腐植酸类物质中的共轭双键结构,而O_3/H_2O_2氧化工艺对环状共轭污染物的氧化效果更显著。随着UV-Fenton氧化处理,焦化废水中大分子的类腐植酸以及紫外区类富里酸优先被氧化降解,最终转化为可见区类富里酸和类蛋白质,而类蛋白质和可见区类富里酸物质在出水中仍存在较高浓度,UV-Fenton氧化工艺对荧光物质去除能力最差。     

硝酸氧化炉温度单参数自动调节

我厂制取硝酸是在常压下用氨接触氧化,即在铂网触媒作用下用空气中的氧使氨氧化为一氧化氮,制出的一氧化氮进一步氧化为二氧化氮,二氧化氮和水作用即生成稀硝酸。反应式: 4NH_3+5O_2=4NO+6H_2O+Q 2NO+O_2=2NO_2 4NO_2+2H_2O+O_2=4HNO_3完成硝酸生产过程的主要设备是氧化炉。氧     

高级氧化工艺处理煤化工反渗透浓水的研究

对比分析了Fenton氧化、O_3/H_2O_2氧化和电化学氧化对煤化工反渗透浓水的处理特性。结果表明,Fenton氧化最佳反应条件为:m(H_2O_2)∶m(COD)=1.5,n(Fe⁽²⁺⁾)∶n(H_2O_2)=0.4,反应时间为60 min;O_3/H_2O_2氧化最佳反应条件为:臭氧气体流量为200 mL/min,m(H_2O_2)∶m(COD)=2,反应时间为80 min;电化学氧化最佳反应条件为:电流强度1 A,反应时间60 min。在上述反应条件下,Fenton氧化、O_3/H_2O_2氧化和电化学氧化对煤化工反渗透浓水的COD去除率分别为46.2%,63.5%和66.4%,并从处理效果、处理成本、投资、操作难易、有无二次污染等方面对这3种高级氧化技术进行比较,确定出O_3/H_2O_2氧化为最适宜的工艺。     

蒽醌衍生物自动氧化法生产H_2O_2工艺过程中降解物的研究报告(第一报)

蒽醌衍生物自动氧化法(简称蒽醌法)是当前世界生产H_2O_2的主要方法。该法的工艺过程是:将烷基蒽醌或混合烷基蒽醌溶于以三甲苯为主要成分的重芳烃和氢化萜松醇组成的混合溶剂中构成所谓“工作液”。该工作液在催化剂存在下被氢化成为相应的烷基氢蒽醌,后者经氧化产生H_2O_2,而烷基氢蒽醌本身又回复成为烷基蒽醌,返回氢     

不同尺寸反应器内H_2O_2热分解氧化NO特性与氧化产物分析

采用实验方法研究了不同尺寸滴管炉反应器内H_2O_2热分解氧化NO特性。对比了不同H_2O_2蒸发条件对NO氧化率的影响规律。分析了气体温度、H_2O_2溶液浓度、H_2O_2:NO摩尔比、NO初始浓度及气体流量对NO氧化率的影响。检测了氧化产物并分析了产物的生成路径。结果表明:H_2O_2的快速蒸发是其热分解氧化NO的前提。减小H_2O_2液滴尺寸或液膜厚度可加速H_2O_2蒸发与分解,提高NO氧化率,扩宽NO氧化的温度范围。保证蒸发速率可削弱H_2O_2浓度对NO氧化率的影响。当H_2O_2:NO10时,NO氧化率随H_2O_2:NO的增加而增加;当H_2O_2:NO10时,NO氧化率几乎不随H_2O_2:NO变化。H_2O_2热分解对于较高浓度的NO具有更高的氧化效率。H_2O_2热分解氧化NO的主要产物为NO_2。HO_2·直接将NO氧化为NO_2,·OH则先将NO转化为HONO,然后进一步氧化为NO_2。     

臭氧氧化深度处理煤基合成油废水

为考察O_3氧化对煤化工废水中有机物的去除效果,采用O_3、 O_3/H_2O_2和O_3/H_2O_2/催化氧化3种工艺深度处理煤基合成油废水。在进水水质和O_3流量相同条件下,对COD和TOC去除效果依次为:O_3/H_2O_2/催化氧化工艺 O_3/H_2O_2氧化工艺单纯O_3氧化工艺。在优化试验中,当进水COD和TOC质量浓度分别为70.90和27.00mg/L, O_3气体流量为40 mL/min, H_2O_2投加量为30 mg/L,催化剂投加量为300 g/L,连续反应60 min的条件下,O_3、 O_3/H_2O_2、 O_3/H_2O_2/催化氧化3种工艺对COD和TOC的去除率分别为14.10%和23.13%、 46.12%和14.26%、26.85%和51.48%。O_3/H_2O_2/催化氧化工艺出水COD的质量浓度为38.20 mg/L,满足GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》中冷却用水和锅炉补给水要求。     

高级氧化工艺处理煤化工反渗透浓水的研究

对比分析了Fenton氧化、O_3/H_2O_2氧化和电化学氧化对煤化工反渗透浓水的处理特性。结果表明,Fenton氧化最佳反应条件为:m(H_2O_2)∶m(COD)=1.5,n(Fe~(2+))∶n(H_2O_2)=0.4,反应时间为60 min;O_3/H_2O_2氧化最佳反应条件为:臭氧气体流量为200 mL/min,m(H_2O_2)∶m(COD)=2,反应时间为80 min;电化学氧化最佳反应条件为:电流强度1 A,反应时间60 min。在上述反应条件下,Fenton氧化、O_3/H_2O_2氧化和电化学氧化对煤化工反渗透浓水的COD去除率分别为46.2%,63.5%和66.4%,并从处理效果、处理成本、投资、操作难易、有无二次污染等方面对这3种高级氧化技术进行比较,确定出O_3/H_2O_2氧化为最适宜的工艺。     

技术答疑(一)

1 铜矿渣烧失量为什么是负值?进行化学分析时应注意什么问题? 答:铜矿渣系冶炼粗铜时排出的工业废渣,以黄铜矿为例,其成渣过程化学反应可表示如下: 其主要成分系铁橄榄石,铁的氧化物主要以FeO形式存在,其含量可达35％～40％,在灼烧过程中FeO被氧化成Fe_2O_3: 2FeO+2O_2=2Fe_2O_3 由于从FeO被氧化成Fe2O_3而增氧变重,故其     

磁性核壳型Fe3O4@CeO2催化剂分解H2O2的性能研究

催化湿式过氧化氢氧化是常见的一种降解水中有机物的方法,催化剂的加入能促使H_2O_2分解产生氧化能力更强且无选择性的羟基自由基,开发出性能优异的催化剂是该方法的关键所在。采用溶剂热法制备出磁性核壳型的Fe_3O_4@Ce O_2纳米催化剂,并采用N_2吸附-脱附、磁性测试和透射电子显微镜(TEM)对制备的Fe_3O_4@Ce O_2催化剂进行表征。考查Fe_3O_4及Fe_3O_4@Ce O_2分解H_2O_2的性能,结果表明,相比Fe_3O_4,Ce O_2包覆后的Fe_3O_4@Ce O_2分解的H_2O_2效率得到了提高。     

磺胺吡啶在光助-二茂铁/H_2O_2非均相体系中的降解

抗生素在地表水中广泛检出,且可诱导细菌菌群抗药性,因而发展新型抗生素的去除技术势在必行。本研究基于二茂铁(Fc)良好的可逆化学特性、难溶于水、环境友好特性发展了一种光助-二茂铁/H_2O_2(Fc+H_2O_2+UV)氧化技术。以水环境中经常检出的磺胺吡啶为模型化合物,研究了磺胺吡啶在该氧化体系中的降解行为。研究结果发现,相对于常见的Fenton体系,磺胺吡啶在Fc+H_2O_2+UV体系中呈现出优异的降解效率。自由基淬灭实验发现·OH是主导磺胺吡啶降解的最主要活性物种。自由基探针实验证实Fc+H_2O_2+UV体系中存在电子转移过程,H_2O_2接受电子后产生·OH进而促进磺胺吡啶降解。     

H_2O_2和氨氮影响臭氧化含溴水溴酸盐生成的机制

研究了H_2O_2、O_3摩尔比、DOC、氨氮含量以及不同水质因素单独与共同作用对BrO_3~-生成的影响。结果表明,水中腐植酸和H_2O_2、O_3摩尔比对溴酸盐生成有较大影响。在不含腐植酸条件下,H_2O_2、O_3摩尔比小于5:1时,H_2O_2对BrO_3~-的生成有促进作用,且促进作用先增大后减小,H_2O_2、O_3摩尔比为1:1时对BrO_3~-生成的促进作用最大;H_2O_2、O_3摩尔比大于6:1时抑制BrO_3~-的生成。在水中存在腐植酸时单独臭氧化,DOC的质量浓度为1 mg/L时,促进了BrO_3~-的生成,DOC的质量浓度大于2 mg/L时,能抑制BrO_3~-的产生;在水中存在腐植酸时H_2O_2/O_3氧化,低含量的H_2O_2可以抑制臭氧化溴酸盐的产生。在不含腐植酸且NH_3-N的质量浓度为0.3 mg/L的条件下,H_2O_2、O_3摩尔比小于1时能促进BrO_3~-的生成。     

垃圾渗滤液膜滤浓缩液的超临界水氧化处理

在盐浴间歇式反应器上进行了垃圾渗滤液膜滤浓缩液的超临界水氧化处理。结果表明,压力对反应无显著影响,而温度、氧化系数和反应时间则影响显著。COD及氨氮的去除率随着温度、氧化系数和反应时间的增加而增加。在25 MPa、500℃、氧化系数2.0、5 min时COD和氨氮的去除率可以达到95.2%和80.8%。此外,研究发现不锈钢316及Incoloy 825合金在此过程中均发生了不同程度的腐蚀,不锈钢316的表面形成了主要组分为Fe_3O_4和FeCr_2O_4的氧化层,而Incoloy 825合金氧化层的主要成分为NiO和NiCr_2O_4/Fe_3O_4/FeCr_2O_4。