Fenton氧化降解偶氮蓝113工艺条件及历程研究

[目的]了解Fenton氧化法处理偶氮染料的降解工艺及降解历程和机理。[方法]利用Fenton氧化工艺处理不同浓度的偶氮蓝113,测定处理后的COD,同时利用GC-MS对其降解产物进行分析。[结果]当[H2O2]∶[Fe2+](摩尔比)=2.29时,COD去除效果最好,随着Fe2+投加量的增加,废水会变成铁红色,同时沉淀物增加;COD分别为250、525和996 mg/L的3种不同浓度的废水,H2O2最佳投加量分别为0.9、1.8、16.0 ml;废水初始pH=3时,COD的去除率最高。[结论]Fenton氧化技术是一种高效降解难降解染料的实用技术。     

还原剂改性生物炭吸附亚甲基蓝的动力学

选用还原剂改性生物炭,以亚甲基蓝为目标污染物,试验研究还原剂改性生物炭吸附亚甲基蓝的动力学行为。结果表明,亚甲基蓝在小麦秸秆生物炭上的吸附速率快,亚甲基蓝的吸附去除大部分发生在反应的初始60 min内,准二级动力学、Elovich和双常数动力学模型能对试验数据进行较好的非线性拟合。吸附可能为化学吸附,并伴随有显著的扩散速率机制。当p H值为9时,还原剂改性小麦秸秆生物炭对亚甲基蓝的去除率最高。Na2SO3改性、Fe SO4改性小麦秸秆生物炭对亚甲基蓝的去除率分别达到79.92%、63.94%。     

旋转填充床中多种高级氧化工艺的比较

基于O3的高级氧化工艺处理污水受制于O3的利用率,旋转填充床的应用能有效地提高臭氧吸收率和利用率。通过比较在旋转填充床中利用高级氧化工艺(O3,H2O2、O3/H2O2,O3/Fe2+,Fenton,O3/Fenton)对酸性红B进行脱色的效果,考察了O3/Fenton体系下H2O2和Fe2+的最佳摩尔比和Fe2+的最佳投加量,比较了在不同初始pH下各种氧化工艺的脱色效果以及在中性条件下各高级氧化工艺的脱色速率。结果表明,O3/Fenton体系下H2O2与Fe2+的最佳摩尔比为10∶1,Fe2+的最佳投加量为0.5 mmol·L-1。在低pH时O3/Fe2+与O3/Fenton相对于单独O3有着明显优势,中性时O3/Fenton体系有着最大的K值。     

活性炭催化臭氧化降解亚甲基蓝实验

研究了活性炭催化臭氧化降解模拟染料废水亚甲基蓝溶液,考察了臭氧化空气流量、pH值、废水初始质量浓度和活性炭用量等因素对处理效果的影响。结果表明：该法可有效去除有机物,废水在低质量浓度、碱性条件下对反应有利;在亚甲基蓝初始质量浓度100mg·L^-1,pH9.5,活性炭9g·L^-1,反应90min条件下,色度去除率达到了95.6%,化学需氧量（COD）去除率达到了64.8%;活性炭催化臭氧化废水以间接氧化为主,活性炭可促进臭氧化过程产生·OH自由基并提高其利用率,相对于单独臭氧化过程,废水COD去除率可显著提高。     

TiO2/MIL-53(Al)和TiO2/Al2O3催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶剂热法合成了MIL-53(Al),以此为载体负载TiO_2制备得到TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂用于污水中次甲基蓝的催化降解研究,并与传统载体材料Al_2O_3负载的TiO_2催化剂的光催化效果进行比较。样品通过热重-差热扫描量热(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中次甲基蓝的降解率,结果显示,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对次甲基蓝的光催化降解率达到98.6%,而TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解率只有70.3%,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对污水中次甲基蓝的降解去除能力明显优于TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解去除能力。     

纳米Fe0/Fe3O4复合体系对溶液中PCB77的降解研究

研究了纳米Fe0与纳米Fe3O4单一与复合体系对溶液中PCB77的降解动力学,以及影响降解效率的不同因素.结果表明,投加纳米Fe0对PCB77有显著的降解效果,反应240 min后PCB77残留率为8.94％;投加纳米Fe0同时配以不同比例的纳米Fe3O4能明显影响PCB77的降解速率,纳米Fe0/Fe3O4投加比例为1∶0.1、1∶0.2和1∶1时,PCB77的残留率分别为6.46％、10.23％和38.20％.溶液pH对纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77具有较大的影响,当溶液pH为6.8时,纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77的效果最好.纳米Fe0Fe3O4复合体系对PCB77的降解是一个还原脱氯的过程,随着PCB77残留率的减小,氯离子浓度不断增大,同时反应体系中氧化还原电位不断降低.研究结果将为环境中残留PCBs提供一种高效去除方法,并为PCBs污染水体和土壤的修复提供理论依据.     

活性炭负载Fe~(3+),Cu~(2+)微波诱导氧化甲基橙

以活性炭为载体,采用浸渍-焙烧法制备了负载Fe3 ,Cu2 活性炭催化剂,并将其应用于微波诱导催化氧化处理甲基橙废水,优化了处理工艺条件.在相同去除条件下,3种改性前后活性炭催化剂对微波诱导氧化甲基橙的去除效率从大到小依次为负载Fe3 活性炭,负载Cu2 活性炭,未改性活性炭;微波催化氧化去除甲基橙最佳条件为:微波辐射功率480 W,辐射时间6 min,催化剂质量浓度40 g/L,pH为3;在该条件下,以负载Fe3 活性炭为催化剂,甲基橙的去除率可达80%以上;改性活性炭催化剂通过表面吸附-微波诱导氧化协同作用极大地提高了对甲基橙的去除效率.     

Fenton氧化降解活性艳红X-3B条件及历程研究

[目的]研究Fenton氧化降解活性艳红X-3B的条件及历程。[方法]利用Fenton氧化工艺,分析3种不同初始浓度的活性艳红X-3B废水的降解条件,同时利用GC-MS对其降解产物及历程进行研究。[结果]当H2O2∶Fe2+(摩尔比)=3.1时,COD去除效果最好,随着Fe2+投加量的增加,废水会变成铁红色,同时沉淀物增加;对于COD分别为200、400和800 mg/L的废水,H2O2投加量分别为0.5、1.0、3.5 ml,废水的初始pH为4～5时,COD的去除率最高。Fenton氧化反应的速度非常快,大部分的降解都发生在初始的5 min之内。[结论]Fenton氧化技术是一种高效降解难降解染料的实用技术。     

Fenton氧化法降解甲基橙溶液的研究

采用Fenton氧化法降解甲基橙溶液.结果表明,H2O2浓度决定甲基橙的去除率,铁离子浓度是影响降解速率的主导因素,而随pH值降低反应速率明显增大.在UV紫外光条件下,能更好的使降解甲基橙溶液脱色,证明UV紫外光是控制光催化氧化反应速率的重要因素.通过设计正交试验,考察不同Fe2+浓度、光照、pH值以及H2O2浓度对降解效果的影响.结果表明,影响处理效果各因素的重要性大小顺序为:pH值,Fe2+浓度,H2O2浓度,降解时间.在甲基橙降解过程中pH值不断下降,反应终止时pH为2.74.初始pH为3.0时处理效果最好,过大或过小均对反应不利.在甲基橙降解的最佳条件下,甲基橙的降解遵循一级反应动力学.     

CaO_2/H~+/Fe~(2+)类Fenton体系预处理印染废水的研究

采用Ca O2/H+/Fe2+类Fenton体系对印染废水进行预处理,探讨其对印染废水化学需氧量(COD)去除率和脱色率的影响。结果表明,对于初始COD浓度为2 200 mg/L的印染废水,其优化后的条件为Ca O2含量24 g/L、Fe SO4含量2 g/L、p H 3、转速150 r/min、温度25℃、反应时间40 min,此时效果最佳,COD的去除率达到81.82%,脱色率达到98.82%。与单纯的Ca O2氧化法相比,处理效果大大增强。     

Fe0修复重金属铬铅复合污染水体的研究

为研究在水体复合污染情况下,零价铁去除污染物的效果与污染物单独存在时的差异,通过批试验考察了零价铁去除铬铅复合污染的效果及影响因素,比较了零价铁去除铬铅复合污染的效果与单独污染时的差异,研究了在复合污染下,零价铁去除污染物的动力学模型.结果表明:在铬铅复合污染条件下,零价铁能够有效地去除污染水体中的污染物,去除率随铁粉投加量的增加或初始pH的下降而升高;相同反应条件下,零价铁对六价铬的去除率高于铅;复合污染时零价铁对六价铬的去除率略小于单独污染时,但对铅的去除率与单独污染时相比明显降低:复合污染时零价铁对铬、铅的去除符合准一级动力学模型,且随铁量增加或溶液初始pH上升,反应速率常数增大.零价铁能够快速有效地去除污染水体中的铬铅复合污染,去除率受铁粉投加量及反应液初始pH的影响;铬铅复合污染对零价铁去除六价铬的影响不大,但却使零价铁对铅的去除率明显降低;复合污染时零价铁对铬、铅的去除符合准一级动力学模型.     

Fenton法预处理糠醛废水的研究

[目的]探讨采用Fenton试剂氧化预处理糠醛废水的效果。[方法]采用正交试验对糠醛修废水进行Fenton试剂氧化预处理,初步确定了反应的最佳条件,并在最佳条件下研究了Fe2＋浓度、pH、H2O2浓度、反应时间以及反应温度对COD去除率的影响。[结果]最佳反应条件为：初始pH值为3,H2O2投加量为2.5ml,Fe2＋投加量为0.28g,反应时间为60min,反应温度60℃。在该条件下,COD去除率可达85%以上。pH值和H2O2随量值的增加COD去除率先升高后减低,Fe2＋、反应时间和反应温度随量值的增加达到一定程度后趋于稳定。[结论]该研究为糠醛废水的预处理提供了参考,同时为后续采用生化处理开辟了一条新的途径。     

Fenton法对沼液中三种四环素类和三种磺胺类抗生素氧化去除的研究

近年来各类抗生素广泛地用于畜禽养殖,经动物代谢后随粪便和尿液排出体外。代谢物通过沼气工程处理后,得到的沼液又多用于灌溉,使得抗生素进入环境被农作物吸收,通过食物链的传递对人体产生危害。因而沼液中抗生素的去除尤为重要。采用Fenton氧化技术去除沼液中的三种四环素类和三种磺胺类抗生素,通过设置单因素实验考察了pH值、H_2O_2浓度、摩尔比n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))对抗生素去除的影响。结果表明,最佳反应条件为pH=4,H_2O_2浓度为0.4 mol·L~(-1),n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=10∶1,在此条件下,四环素、土霉素、金霉素去除率分别为91.83%、92.38%、80.52%,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为93.60%、91.97%、91.60%。同时TN、TP、TK的保留率分别为96.0%、97.7%、97.2%。可见,Fenton氧化法对沼液中抗生素的去除有良好的效果,同时又保证其养分的保留,为沼液中抗生素的去除提供了一条可能的途径。     

不同类型土壤对Fe0还原地下水硝酸盐的影响

采用批试验方法研究中国具有代表性的7种土壤（陕西杨凌 土 娄 土表层、陕西杨凌 土 娄 土粘化层、重庆忠县黄壤表层、湖北十堰黄棕壤表层、陕西汉中黄棕壤表层、陕西汉中水稻土及辽宁抚顺棕壤表层）存在下，对Fe⁰还原脱除地下水中硝酸盐的影响并考察土壤性质对硝酸盐去除的影响。试验表明，不同类型土壤对Fe⁰还原硝酸盐的影响不同，以汉中水稻土和抚顺棕壤的促进作用最为明显；除汉中水稻土外，其他土壤灭菌处理对Fe⁰还原硝酸盐影响不大；不同初始pH对土壤存在下Fe⁰还原地下水中硝酸盐有不同的促进作用，初始pH为3.0和4.0条件下，不同土壤的促进作用差异不明显，此时pH为反应的主要控制因素，反应进行5 h就基本结束，随着初始pH的不断升高，在pH为5.0和6.0的条件下，不同土壤间促进作用的差异性渐渐显现出来。陕西汉中水稻土和辽宁抚顺棕壤对Fe⁰还原硝酸盐有促进作用；土壤中的反硝化微生物对Fe⁰还原硝酸盐有一定的促进作用，同时土壤有机质含量也对硝酸盐的还原有促进作用；不同初始pH对于土壤 Fe⁰体系具有影响，初始pH越小，还原效率越高。     

鸡血藤药渣对废水中Cu2+的吸附行为

采用废弃中药渣鸡血藤（Spatholobus suberectus Dunn.,SSD）为生物吸附剂对废水中铜离子（Cu²⁺）进行吸附,探讨吸附性能和吸附机理,为废水中Cu²⁺的去除和中药渣的资源化利用提供参考依据。通过吸附性能试验探讨了吸附剂剂量、pH值、初始离子浓度、温度、时间和共存阳离子对SSD吸附Cu²⁺的影响,根据吸附前后SSD的形貌特征,探讨其对Cu²⁺的吸附机理。结果表明,SSD对Cu²⁺的吸附速率较大,在30 min时吸附达到平衡。增加吸附剂剂量、pH值和吸附时间均会促进SSD对Cu²⁺的吸附,共存阳离子会在一定程度上抑制Cu²⁺的吸附。Sips等温模型能更好地描述不同温度下SSD对Cu²⁺的吸附过程,吸附特征是Langmuir和Freundlich模型的结合。SSD对Cu²⁺的吸附符合准二级动力学方程,表明化学吸附是反应的限速步骤。SSD对Cu²⁺的吸附机理包括离子交换、络合和静电吸引。研究表明,废弃中药渣鸡血藤可用于废水中Cu²⁺的去除。     

A/O与SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液对比研究

缺氧/好氧工艺（A/O）与序批式活性污泥法（SBR）是应用最为广泛的猪场废水厌氧消化液好氧处理工艺,但两者的处理性能孰优孰劣,目前尚无定论。基于此,本研究对比了实验室规模的A/O与SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液的性能。结果表明：两种工艺直接处理猪场废水厌氧消化液,出水pH值下降至6以下,平均NH_{4⁺-N去除率均低于50%,但SBR的NH4⁺-N去除率略高于A/O。补充碱度后,4个氮负荷（0.02,0.04,0.06,0.08 kg·kg^-1·d^-1）下,两种工艺的NH4⁺-N去除率提高到99%以上,但对COD、TN和TP去除的改善不明显,并且A/O与SBR对COD、NH4⁺-N、TN、TP去除效果无显著差异。活性试验表明,SBR的氨氧化活性和厌氧氨氧化活性高于A/O,但是反硝化活性要显著低于A/O。Stover–Kincannon模型与试验数据拟合良好（R²>0.9）,A/O和SBR对COD、TN、NH4⁺-N的最大去除负荷（Umax）分别为7.62、0.28、48.8 g·L^-1·d^-1和7.18、0.13、65.4 g·L^-1·d^-1,说明SBR有利于NH4⁺-N转化,而A/O有利于COD与TN去除。}     

南通嗜铜菌X1T对丙溴磷手性对映体的选择性降解特性

有机磷杀虫剂已被广泛用于控制农业害虫,其在农产品与环境样本中的残留引起人们的关注。课题组前期筛选了一株有机磷杀虫剂高效降解菌株,南通嗜铜菌X1^T(Cupriavidus nantongensis X1^T)。研究了菌株X1^T对手性有机磷杀虫剂丙溴磷对映体在不同底物浓度、菌量、pH、金属离子条件下的降解特性。结果表明,菌株X1^T可以优先选择性降解高毒低效对映体S-丙溴磷。随着底物浓度的升高,菌株X1^T对丙溴磷对映体的降解速率逐渐减慢;菌株X1^T降解丙溴磷的最适pH为7.5;金属离子价态是影响丙溴磷降解的重要影响因素,其中Cr³⁺与Fe³⁺等3价金属阳离子显著抑制菌株对丙溴磷降解,Ca²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Co²⁺、Ni²⁺等2价金属阳离子显著促进菌株对S-丙溴磷降解。同时,菌株X1^T...     

不同基质厌氧折流-垂直流人工湿地(ABR-VFW)对农村生活污水的处理效果

为筛选不同污染浓度下垂直流人工湿地处理农村生活污水的最优基质,选取4种常见的基质:页岩砖渣(YYZZ)、火山岩(HSY)、生物陶粒(SWTL)和无烟煤(WYM),构建厌氧折流-垂直流人工湿地(ABR-VFW),水力负荷统一设置为4.2 m3·m~(-2)·d~(-1),通过对比分析不同污染浓度(低、中、高)下4种基质对农村生活污水中的有机物(以COD计)、总氮(TN)、总磷(TP)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO-3-N)的处理效果,为垂直流人工湿地治理农村生活污水最佳基质的选取提供了合理依据。结果表明:YYZZ对污水中COD和TN的去除率最高,分别为88.12%~95.78%(低浓度)、64.05%~84.09%(中浓度)、61.25%~74.07%(高浓度)和51.98%~55.98%(低浓度)、38.52%~50.84%(中浓度)、47.42%~53.22%(高浓度),其次为WYM和HSY,而SWTL最低;SWTL对农村生活污水中NH_4~+-N和TP的去除率显著高于其他基质,其分别高12%~24%(NH_4~+-N)和13%~23%(TP)。研究表明,对COD和TN含量较高的农村生活污水以YYZZ基质去除效果为佳,而对TP或NH_4~+-N为主的农村生活污水以SWTL基质去除效果为优。     

3种挺水植物对农村生活污水的净化效果比较

[目的]筛选对农村生活污水净化效果较好的挺水植物。[方法]选用花叶芦竹(Arundo donax)、翠芦莉(Ruellia brittoniana)、水葱(Scirpus tabernaemontani)3种挺水植物模拟潜流人工湿地处理生活废水,研究3种植物对氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的净化效果。[结果]花叶芦竹、翠芦莉、水葱对水体中NH_4~+-N、TP、COD的去除效果明显,168 h后3种植物对NH_4~+-N的去除效率达到94.6%,而最低的COD的去除效率也达到89.8%。[结论]采用湿地植物处理农村生活污水具有投资成本少、处理效果好、出水水质好等特点。     

磁性HAP/Fe3O4材料去除水土环境中Cd的效果研究

为探究磁性羟基磷灰石/四氧化三铁(HAP/Fe₃O₄)纳米材料对水土环境中Cd的去除效果,以米糠为原料,采用水热法制备纳米材料,通过水中吸附实验和土壤培养实验对Cd去除效果进行研究。结果表明:pH为8时,HAP/Fe₃O₄对Cd的吸附更符合伪二阶动力学模型,吸附过程以化学吸附为主。溶液为酸性时,HAP/Fe₃O₄对Cd²⁺的吸附机制可能为表面吸附和生成沉淀,溶液为中碱性时,对Cd²⁺的去除以表面吸附以及离子交换为主。此外,HAP/Fe₃O₄在5次循环后吸附能力仍保持在较高水平,说明其作为吸附剂具有较高的可重复利用性。在土壤实验中,土壤pH随培养时间的延长和HAP/Fe₃O₄投加量的增加,总体呈上升趋势。与对照组相比,HAP/Fe₃O₄添加量为0.5%的处理显著降低了土壤CaCl₂提取态Cd含量,降幅为62%;浸出实验证明HAP/Fe₃O₄增强了土壤中重金属的滞留能力。HAP/Fe₃O₄纳米材料作为一种原料价格低廉且环境友好的吸附剂在处理水污染和修复土壤方面应用前景广阔。