铁碳微电解/H_2O_2耦合联用工艺在污水厂尾水提标中的应用试验

采用铁碳微电解/H_2O_2耦合联用工艺对印染废水为主的工业污水进行处理,反应条件控制在pH值为3,Fe/C质量比为2∶1,水力停留时间(HRT)为1h时,H_2O_2(30%)投加量为0.1~0.3mL/L。试验结果表明:进水CODcr在85.7~152.5mg/L之间变化,平均值为113.3mg/L,经过铁碳微电解处理后,出水CODcr在52.5~107.0mg/L之间变化,平均值为75.6mg/L,CODcr平均去除率为33.41%,铁碳微电解出水后续投加H_2O_2处理,在H_2O_2投加量分别是0.1mL/L、0.2mL/L、0.3mL/L的情况下,出水COD_(cr)平均值和去除率分别为63.6mg/L,43.17%;53.5mg/L,52.33%;50.4mg/L,55.14%。在H_2O_2投加量为0.2mL/L的情况下,出水COD_(cr)低于60mg/L的排放限值。     

盐酸羟胺强化Fenton体系降解水中苯胺的研究

为探究还原剂盐酸羟胺(HAH)强化Fenton体系(Fe~(2+)/H_2O_2)降解水中苯胺(AN)的过程,以AN模拟废水为实验对象,分别考察了HAH初始浓度、pH值、H_2O_2投加量、Fe~(2+)投加量对HAH/Fe~(2+)/H_2O_2体系降解水中AN的影响,并初步探讨了HAH强化Fe~(2+)/H_2O_2体系的作用方式及机理。结果表明:该体系在HAH初始浓度为50μmol/L、Fe~(2+)投加量为10μmol/L、H_2O_2投加量为100μmol/L、pH值为3.0,10min时AN的去除率最高,可达到77.6%,与Fe~(2+)/H_2O_2体系相比较,AN的去除率提高了约40.2%;最后HAH的强化机理主要归因于HAH作为强还原剂促进Fe~(3+)/Fe~(2+)的氧化还原循环,高效地活化H_2O_2产生源源不断的·OH,从而氧化降解AN。     

Fenton氧化法处理碱性大红模拟废水

以碱性大红模拟废水为对象,采用Fe~(2+)和Fe~(3+)作为催化剂与H_2O_2构成芬顿体系进行了Fenton氧化反应,考查了pH值、反应时间、Fenton试剂配比与用量等影响因子对色度处理效果的影响。结果表明:最佳处理条件为:初始pH=3、C(Fe~(2+))∶C(H_2O_2)=1∶5或C(Fe~(3+))∶C(H_2O_2)=1∶5、反应时间为30 min。当碱性大红模拟废水浓度为1000 mg/L,初始H_2O_2浓度为5 mmol/L时,最佳条件下Fe~(2+)、Fe~(3+)芬顿体系的脱色率去除效率分别为92.30%、95.68%。对比了Fe~(2+)和Fe~(3+)作为催化剂进行Fenton氧化反应的处理效果。说明Fe~(3+)作为催化剂与Fe~(2+)效果相近。     

“Fenton氧化+双碱软化”法处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液的研究

采用"Fenton氧化+双碱软化"法处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液,考察了初始pH值、H_2O_2投加量、H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比、反应时间和双碱投加量对CODcr和硬度去除率的影响并确定最优处理方案。结果表明:"Fenton氧化+双碱软化"法处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液有很好的处理效果,对CODcr的去除率可达81%,硬度去除率可达98.5%。     

芬顿氧化法降解水溶液中甲基橙的研究

进行了芬顿体系催化氧化降解染料甲基橙水溶液的研究,考察了pH值、Fe~(2+)和H_2O_2投加量、温度等因素在对甲基橙降解率的影响。结果表明:在室温20℃下,pH=3.0、[Fe~(2+)]0=0.4mmol/L、[H_2O_2]0=1.2mmol/L的条件下,反应30min后,甲基橙水溶液(30mg/L)的降解率达到90%。升高反应温度,有利于Fenton体系中甲基橙的降解,但影响并不显著。结果可为利用芬顿体系处理含甲基橙的印染废水提供理论依据。     

中纤板工业废水预处理中芬顿氧化条件的优化

芬顿(Fenton)氧化法是一种高效氧化技术,用其对中纤板工业废水进行预处理,可以明显改善废水的可生化性,显著提高后续的废水处理效果。该研究采用四因素四水平正交试验,探讨了芬顿试剂氧化法预处理中纤板工业废水对COD和色度的去除效果。结果表明:初始pH值对该反应体系影响最大,其余依次是[H_2O_2]/[Fe~(2+)]摩尔比、FeSO_4·7H_2O投加量和反应时间。在此基础上,通过4个单因素优化试验,获得芬顿氧化处理的优化条件:初始pH值5、[H_2O_2]/[Fe~(2+)]摩尔比6:1、FeSO_4·7H_2O投加量0.03 mol/L和反应时间120 min。在该优化条件下对中纤板工业废水进行预处理,COD和色度去除率可分别达到78%和80%,同时废水的可生化性得到明显改善,为后续处理打下良好的基础。     

分光光度法测定单宁酸-Fe~(3+)反应结合常数及其化学计量比

选择一种典型的单宁酸化合物1,2,3,4,6-O-五没食子酰葡萄糖(PGG)为研究对象,利用紫外-可见分光光度法分析其与Fe~(3+)离子的络合反应过程及特性。结果表明:利用等摩尔连续变化法(又称Job's法)分析显示在pH 6.0条件下1个PGG分子可结合2个Fe~(3+)离子,即形成PGG-2Fe络合物。利用数学模拟计算法对得到的不同反应吸光度进行非线性模拟,单宁酸-Fe~(3+)络合反应的结合常数(K)为1.607×1012(mol/L)~(-2),同时计算出PGG与其Fe~(3+)络合物的摩尔吸光系数差值为0.046μ/(mol·L~(-1))。此外,利用pH滴定技术分析了单宁酸中的酚羟基去质子化反应过程。结果表明,随着溶液pH的升高,PGG分子中有6个酚羟基首先发生去质子化形成氧负离子状态。随着溶液pH的进一步升高,PGG分子中最终约有9个酚羟基团发生去质子化。     

光催化-化学氧化法协同处理染料废水研究

以纳米TiO_2作催化剂、H_2O_2为氧化剂,在80W紫外光灯的照射下研究了光催化-化学氧化法对罗丹明B的协同降解效应。结果表明:纳米TiO_2对罗丹明B溶液具有一定的降解效果,在实验中添加适量的H_2O_2溶液会有效提高罗丹明B的脱色率,纳米TiO_2和H_2O_2的投加量以及处理时间对罗丹明B的脱色效果有明显影响,当罗丹明B的初始浓度为10mg/L时,加入1.0mL、35%的H_2O_2溶液以及1.5mg纳米TiO_2,催化反应2h后,罗丹明B溶液的脱色率达到了98.3%。     

CPAM对污泥脱水性能的影响

以某生活污水处理厂产生的剩余污泥为研究对象,采用有机高分子调理剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对浓缩池出口污泥进行了调理,以污泥比阻为主要指标考察了投药量、调理剂浓度、pH值和搅拌强度对污泥过滤脱水性能的影响。实验结果表明:在适宜调理条件为:投加量为48mg/L、浓度为0.12%、pH值为7(未调节)、快速搅拌强度为130r/min、慢速搅拌强度为40r/min。污泥经过CPAM调理后,其比阻可降低77%。     

软锰矿-污泥基活性炭对活性艳红X-3B的吸附特性研究

以污水处理厂剩余污泥为原料,添加适量天然软锰矿,采用氯化锌化学活化法制备活性炭,用于吸附活性艳红X-3B染料.结果表明,软锰矿的添加可以改善污泥活性炭的吸附性能,使其对染料的饱和吸附容量(Qm)较未投加软锰矿的污泥活性炭增加50mg/g以上,最大可提高56.5%;软锰矿的投加量因污泥种类而异,控制在0.2%～2%范围内;活性炭的最适宜投加量为4g/L,吸附时间90min,pH值对吸附的影响不大;吸附热力学Langmuir模型比Freundlich模型更适合描述本研究中的等温吸附系统.     

超声波联合钛白废酸改善污泥脱水性能的研究

针对超声波和化学氧化法单独处理污泥的不足,提出了采用超声波联合钛白废酸来处理剩余污泥以达到改善其脱水性能的目的。将城市污水处理厂二沉池产生的污泥通过超声处理破解,使污泥中的部分物质从污泥相转移到液相中;再利用钛白废硫酸与双氧水配制的Fenton试剂进行了氧化处理。结果表明:处理后上清液溶解性化学需氧量、总氮、总磷、氨氮、污泥比阻、污泥毛细吸水时间和污泥含水率分别为438~632 mg/L、28.4~58.6 mg/L、26.2~40.8 mg/L、7.21~9.15 mg/L、2.0×10⁸~1.5×10⁸S²/g、20.1~32.5 s、62.5%~70.8%。与单独化学氧化法或超声波处理相比,能耗降低了23%~42%。     

木材表面Fe~(3+)掺杂TiO_2/SiO_2复合膜构建及其光催化性能

以速生人工林桉木为基体,利用溶胶-凝胶技术,将掺杂Fe~(3+)的TiO_2/SiO_2复合膜构建在桉木材表面。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等手段分析了复合材料的微观形态;以10mg/L的甲基橙溶液为目标降解物,研究了负载复合膜的木材光催化活性。结果表明,生成的复合膜中TiO_2以锐钛矿晶型存在,SiO_2以无定型状态存在,由于Fe~(3+)的离子半径小于Ti~(4+),铁离子以物理状态掺杂进入TiO_2晶格。FT-IR光谱图显示,在1 026 cm~(-1)左右形成Ti—O—Si键,说明硅钛前驱体发生了相互作用。SEM图结果表明,复合膜与木材结合紧密。光催化测试结果表明,当Fe~(3+)掺杂量为0%~5%时,随着Fe~(3+)掺杂量的增加,负载复合膜的木材对甲基橙的降解率先上升后下降,当Fe~(3+)掺杂量为1%时,降解率达到最大值40.37%。     

木质素基碳量子点的制备及其在Fe~(3+)检测中的应用

以碱木质素为原料,在强酸环境中进行氧化水热反应制备碳量子点(CQDs),并对合成条件进行优化,结果显示:最优的合成条件为碱木质素用量1.3 g,反应温度180℃,反应时间12 h,Na BH_4用量1.3 g。采用透射电镜(TEM)及激光粒度分析(DLS)对CQDs形貌及尺寸进行表征,显示CQDs具有较好的分散性,尺寸分布均匀,平均粒径约为3.5 nm。采用红外光谱(FT-IR)及X射线光电子能谱(XPS)表征CQDs结构及组成元素,表明CQDs表面含有大量羰基、羧基等含氧官能团。此外,通过紫外-可见光谱(UV-vis),荧光光谱(FL)表征CQDs光学性质,其荧光量子产率达17.3%。以CQDs为探针,采用比色法将其用于Fe~(3+)检测,结果表明:CQDs对Fe~(3+)具有较好的选择性,在0~400μmol/L范围内溶液吸光度与Fe~(3+)浓度呈线性关系(R2=0.995 4),检测限可达0.136μmol/L。同时,合成的CQDs表现出较低的细胞毒性,其在生物医药方面具有潜在应用价值。     

一株耐Cd罗尔斯通氏菌的分离、鉴定及其对Cd~(2+)的吸附特性研究

【目的】水体镉(Cd)污染日益加剧,严重威胁生态安全和居民身体健康,而微生物吸附法被认为是一种行之有效的Cd污染修复方法,本研究从Cd污染土壤中分离出了一株耐Cd菌株,探究其吸附能力,以期为微生物修复提供技术支持和理论依据。【方法】利用16S rDNA基因测序分析对其进行鉴定。采用单因素试验研究了菌粉吸附Cd~(2+)的影响因素及规律,用正交试验优化了菌粉吸附Cd~(2+)的最佳条件,通过吸附等温线的拟合与SEM、EDX、FTIR表征研究了菌粉吸附Cd~(2+)的机理。【结果】菌株LC经测序分析后鉴定为罗尔斯通氏菌Ralstonia spp.,Cd~(2+)的耐受阈值为850 mg/L。随着溶液温度的升高,LC菌粉对Cd~(2+)的吸附量先增大后减小;随着溶液初始pH值的增大,其吸附量先增大后减小;随着时间的延长,其吸附量先上升而后略微下降;随着Cd~(2+)初始浓度的增加,其吸附量先增大后基本稳定;随着投加量的增多,其吸附量先减少后趋于平衡。菌粉对Cd~(2+)的最佳吸附条件为:投加量0.1 mg/L,吸附时间2 h,pH值6.0,温度30℃,此时菌粉对Cd~(2+)的吸附量可达198 mg/g。LC菌粉对Cd~(2+)的等温吸附更符合Langmuir,其饱和吸附量为221 mg/g。LC菌粉对Cd~(2+)的吸附主要是Cd~(2+)与Na+、Mg~(2+)发生离子交换,以及菌粉表面的羟基、羰基、酰胺基、磷酸基等基团与Cd~(2+)发生络合作用。【结论】从Cd污染土壤中分离出来的LC,是一株耐性较强且吸附能力较好的细菌菌株。     

高级氧化技术处理造纸废水的试验研究

研究了芬顿氧化法、臭氧/过氧化氢氧化法及臭氧/活性炭氧化法3种方法对造纸废水进行深度处理的最佳工艺条件。结果表明:臭氧/活性炭氧化法对废水的处理效果最优,其次是芬顿氧化法,最后是臭氧/过氧化氢氧化法。确定各个氧化方法的最佳工艺条件为:芬顿氧化法中反应pH值为3,芬顿试剂投加量为30%过氧化氢3.00mL/L,10%硫酸亚铁36mL/L,反应时间为30min;臭氧/过氧化氢氧化法中反应pH值为5,过氧化投加量为5.0mL/L,反应时间为60~90min;臭氧/活性炭氧化法中反应pH值为8,活性炭投加量为5.0mg/L,反应时间为60~180min。     

不同碳源对颗粒污泥反硝化过程中N2O产生量的影响

在好氧颗粒污泥系统稳定运行的基础上,考察不同碳源变化对好氧颗粒污泥脱氮过程的N2O的释放量和脱氮效果的影响。当以甲醇作为碳源,在整个缺氧过程中随着氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐浓度的降低,系统中的N2O浓度也随之下降,反硝化过程中N2O浓度最高值为0.42mg/L,在缺氧条件下甲醇作为外部碳源所产生溶解态的N2O浓度最高为0.082mg/L。以乙醇作为投加碳源,当好氧结束时,释放气体中N2O浓度为1.21mg/L,在整个缺氧过程中N2O浓度逐渐下降,产生的N2O浓度最高值为0.87 mg/L,同时所产生溶解态的N2O浓度最高仅为0.077 mg/L。结果表明,在反硝化过程中向系统投加的作为外部碳源的甲醇与乙醇在充足的情况下,均能在好氧颗粒污泥反硝化过程中检测到有N2O生成,但是N2O生成量很小,可以忽略不计。因此,投加不同的碳源对好氧颗粒污泥反硝化过程中N2O生成影响不大。     

联合容积絮凝法去除污水中磷的最佳投药量研究

实验研究了在不同磷浓度下铁盐、聚丙烯酰胺(PAM)和钢渣三者联合处理水中磷的方法。探索了在不同磷浓度下铁盐、聚丙烯酰胺(PAM)和钢渣三者联合容积絮凝处理水中磷的最佳投药量。在综合考虑各种情况下,原水磷浓度为8 mg/L时,三者联合容积絮凝最佳投加量为n(Fe)∶n(P)=2.5,PAM投加量为0.1 mg/L,钢渣投加量为4 g/L;原水磷浓度为4 mg/L时,三者联合容积絮凝最佳投加量为n(Fe)∶n(P)=3.5,PAM投加量为0.05 mg/L,钢渣投加量为3 g/L;原水磷浓度为2 mg/L时,三者联合容积絮凝最佳投加量为n(Fe)∶n(P)=2.5,PAM投加量为0.1 mg/L,钢渣投加量为3 g/L。最佳投药量下的出水磷浓度均满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ标准。     

膦腈环核腰果酚环氧树脂的制备及表征

以腰果酚、六氯环三磷腈(HCCP)为原料,利用NaH作为缚酸剂制备了膦腈环核六取代腰果酚(HCPP),并采用H_2O_2/HCOOH体系对HCPP进行环氧化反应得到膦腈环核腰果酚环氧树脂(EHCPP),实验优化了EHCPP的合成条件,并采用FT-IR和~1H NMR对中间产物HCPP和最终产物EHCPP进行了分析和表征。实验结果表明:EHCPP较佳合成条件为以腰果酚的双键为基准,n(双键)∶n(甲酸)=1.0∶1.0,n(双键)∶n(H_2O_2)=1.0∶1.8,催化剂TsOH添加量为1%(以HCPP质量为基准),反应温度65℃,反应时间6 h;此条件下得到的产物EHCPP环氧值为4.1 mmol/g。FT-IR和~1H NMR分析结果表明:实验得到的HCPP和EHCPP的结构与预期结构基本相符。     

基于Ru(bpy)2+3掺杂SiO2/漆酚复合物电化学发光传感器的制备及厚朴酚的检测

构建一种基于Ru(bpy)3^2+掺杂SiO2/漆酚复合物修饰电极的电化学发光传感器。利用厚朴酚对修饰电极电化学发光的增敏作用对厚朴酚进行检测。对影响修饰电极电化学发光的各因素进行了实验研究,优化了反应条件和各项测定参数。在最佳实验条件下,在8×10^-8~8×10^-5 g/L的质量浓度范围内,发光强度增量与其浓度呈良好的线性关系,检出限3.7×10^-8 g/L;对浓度为8×10^-6 g/L厚朴酚进行8次平行测定的RSD为3.5%。对合成样品中厚朴酚测定的回收率为99.8%~103%,表明传感器表现出良好的重现性和稳定性。     

过氧硼钨酸季铵盐催化光皮树油环氧化的研究

自制过氧硼钨酸季铵盐催化剂,并在H_2O_2为氧化剂,乙酸乙酯为溶剂,无羧酸条件下催化光皮树油环氧化,考察了各反应条件对环氧化的影响。实验结果表明:10 g光皮树油(双键约49 mmol),在反应温度60℃,反应时间4 h,H_2O_2与油脂中双键物质的量比为1.2∶1.0,催化剂过氧硼钨酸季铵盐用量为0.1 g的条件下,产物达到最高环氧值4.52%,此时双键转化率为77.4%,环氧产物选择性为74.7%。