钢渣污泥陶粒催化剂的制备及其催化性能

以钢渣、粉煤灰、黏土、剩余活性污泥和过渡金属盐类为主要原料,经造粒、焙烧制备出钢渣污泥陶粒催化剂。研究了活性组分种类、原料添加量及焙烧温度对所制催化剂催化性能的影响,并借助羟基自由基捕获剂分析了其催化机理。结果表明,由锰盐与铜盐组合的活性组分具有明显协同催化作用;当钢渣和剩余活性污泥的添加量均为20%、锰盐与铜盐组成的活性组分添加量为6%、焙烧温度为1130℃时,所制陶粒催化剂催化性能最佳且活性稳定、使用寿命长。最优条件下制备的陶粒催化剂催化臭氧反应35 min,可将含盐炼油废水生化尾水的COD从103.51 mg/L降至47.03 mg/L,符合最新修订的国家排放标准;催化氧化过程遵循自由基反应机理。     

均相和非均相Fenton型催化剂催化氧化含酚废水

研究了均相和非均相Penton型催化剂催化氧化含酚废水．对均相催化氧化反应进行正交试验和单因数试验，确定其氧化降解特定废水的最优化条件．在Fenton反应机理的基础上，探讨了Fe^3 在均相和非均相条件下的催化氧化机理；制备了Fe^3 ／人造沸石和Fe^3 ／活性炭催化剂；进行了非均相催化氧化降解高浓度含酚废水的试验；比较了均相和非均相催化氧化反应对苯酚降解率的影响．结果发现非均相反应能大大提高苯酚降解率，使用Fe^3 ／活性炭为催化剂时可使苯酚的降解率达到93．02％．     

催化剂载体对催化臭氧氧化活性的影响

为了制备高效稳定的催化臭氧氧化催化剂,研究了不同载体负载Ru催化剂催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的效果。结果表明:以Ru作为活性组分时,不适合采用SiO2载体;以Al2O3为载体的RuO2/Al2O3催化剂对有机物的吸附较少,催化作用明显,但是氧化过程中会产生铝溶出的问题;而以活性炭为载体的Ru/AC催化剂对有机物吸附能力较强,催化作用明显,具有很好的稳定性和较长的使用寿命,且催化过程中没有金属溶出的问题,是一种非常有潜力的催化臭氧氧化催化剂。     

催化剂载体对催化臭氧化活性的影响

为了制备高效稳定的催化臭氧氧化催化剂,研究了不同载体负载Ru催化剂催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的效果。结果表明:以Ru作为活性组分时,不适合采用SiO2载体;以Al2O3为载体的RuO2/Al2O3催化剂对有机物的吸附较少,催化作用明显,但是氧化过程中会产生铝溶出的问题;而以活性炭为载体的Ru/AC催化剂对有机物吸附能力较强,催化作用明显,具有很好的稳定性和较长的使用寿命,且催化过程中没有金属溶出的问题,是一种非常有潜力的催化臭氧氧化催化剂。     

金属负载活性炭催化氧化处理印染废水

用自制金属负载活性炭催化剂（Cu／AC、Fe／AC、Ni／AC、Mn／AC）对印染废水进行了空气和ClO2催化氧化实验比较，并对影响催化氧化效果的几个因素：不同活性成分、pH值、反应时间、催化剂投加量进行了分析。结果表明：在pH为5．7、反应时间为60min、载铜活性炭催化剂投加量6g／L、ClO2投加量40mg／L时，催化氧化效果最佳，CODCr去除率可达80％以上。     

固定床中γ-Al2O3负载金属氧化物催化臭氧氧化研究

非均相催化臭氧氧化技术是一种高效的废水处理技术,但目前非均相臭氧催化剂主要为粉体形态,常用于静态或半连续态反应器中,其于固定床中的催化性能并不明确.设计了连续态固定床反应体系,以γ-Al_2O_3颗粒为载体,Mn、Fe、Ce的氧化物为活性组分制备负载型催化剂,并以对硝基苯酚(PNP)为目标污染物,探究其在不同工艺条件下的催化性能.实验结果表明,负载CeO_2的催化剂催化效果最好;化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)的去除率随着活性组分CeO_2负载量、水力停留时间(HRT)、O_3浓度的增加而增加;当CeO_2负载量为12.3%、HRT为15 min、O_3浓度为16.2 mg/L时,6 h COD和TOC平均去除率分别达到86.3%和91.7%;此外,该体系在pH为5.0～9.0均表现出良好催化性能,并具有良好的长时间运行能力.     

加压条件下两段法天然气催化氧化制合成气催化剂的改进

以α-Al2O3为载体，在加压条件下，采用初湿浸渍法制备了镧助Ni／α-Al2O3部分氧化-重整催化剂和负载型钙钛矿型LCFM／α-Al2O3燃烧催化剂，考察了反应温度、压力、CH4与氧配比等因素对两段法甲烷催化氧化制合成气性能的影响。结果表明，在两段法催化氧化制合成气工艺中采用LCFM／α-Al2O3燃烧催化剂和镧助Ni／α-Al2O3部分氧化／重整催化剂，能够消除反应热点，降低反应的危险性。当温度为1000℃及体系压力为2MPa时，甲烷转化率约为85％，CO和H2的选择性接近90％，与热力学平衡值十分接近；增加原料气中的氧含量，可以提高甲烷的转化率，但CO和H2选择性随之降低。     

介孔二氧化锰制备及其催化臭氧氧化草酸研究

采用纳米刻蚀法制备了介孔二氧化锰臭氧催化剂,并考察了其催化臭氧氧化降解草酸的性能.该催化剂高比表面积(142m~2·g~(-1))的有序纳米棒有利于催化剂活性位点的暴露和物质的吸附,从而增强了催化剂的催化活性.羟基自由基是催化臭氧氧化过程中产生的主要活性氧物种,该催化剂的羟基自由基产率是非介孔二氧化锰的2倍;朗缪尔吸附模型表明该催化剂对草酸的吸附能力是非介孔二氧化锰的9.42倍;该催化剂催化降解草酸的准一级反应动力学常数是非介孔二氧化锰的3倍.     

催化臭氧化降解土霉素的研究

采用Mn^2 ／MnO2复合催化剂催化臭氧化降解土霉素,结果表明Mn^2 ／MnO2复合催化剂具有较好的催化臭氧化性能．与单独臭氧化相比,反应20min后土霉素去除率由原来的2．4％提高到77．2％,60min后土霉素去除率由原来的44．5％提高到93．6％．Mn^2 ／MnO2催化剂的作用机理是催化臭氧分解产生了高活性的氧化剂——羟基自由基．     

二氧化氯催化氧化用催化剂的制备与应用

研究了二氧化氯催化氧化用催化剂的制备条件与催化剂性能．实验结果表明在商品催化剂载体上负载Cu^2 活性组分的催化剂制备优化条件为：ω(cu^2 )＝4％，焙烧温度为300—350℃，焙烧时间2h；用此催化剂进行二氧化氯催化氧化处理COD为3500mg/L、色度为10万倍的酸性大红GR染料配制废水时，COD去除率可达80％，脱色率达97．8％，BOD5／COD比值由原来的0．07上升到0．41；催化剂寿命与再生实验也表明此种方法在技术与经济上都具有较强的实用性．     

活性炭、氧化铝及其负载二氧化钛催化臭氧处理制浆废水

为提高臭氧处理制浆废水的效果,分别以活性炭(AC)、氧化铝(Al2O3)和溶胶-凝胶法制备的TiO2/AC、TiO2/Al2O3为催化剂催化臭氧处理制浆废水,采用扫描电镜和X-射线衍射仪对催化剂进行表征.结果表明:AC、A Al2O3、TiO2/AC和TiO2/Al2O3均具有催化性能,可有效提高臭氧对制浆废水化学需氧量(CODCr)和色度的去除效果.动力学分析表明,AC、TiO2/AC、Al2O3和TiO2/Al2O3催化臭氧处理制浆废水的过程中,CODCr降解的反应符合表观二级动力学方程,负载的TiO2提高了反应的动力学速率常数.气相色谱-质谱联用分析表明,臭氧及催化臭氧处理能有效降解去除漂白废水中的烷基苯类、酯类和氯代烃类等有毒有机污染物.     

铁型催化剂对臭氧氧化甲基橙的催化效能

以模拟染料废水甲基橙(MO)溶液为目标物,研究了Fe2+、Fe3+均相催化臭氧氧化及负载型铁氧化物非均相催化臭氧氧化对MO的去除特性,并探讨了在非均相催化剂活性炭负载Fe2O3(Fe2O3/AC)、活性氧化铝负载Fe2O3(Fe2O3/Al2O3)催化臭氧氧化体系中pH值、催化剂投加浓度、臭氧浓度、MO初始浓度等工艺参数的作用规律.结果表明,Fe2+、Fe3+、Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3的加入均能提高MO的脱色率和COD去除率,且Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3的催化效果更为显著;当Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3的投加浓度为1.0 g/L,臭氧浓度为15.0 mg/L,MO初始浓度为25.0 mg/L、pH值为5.0时,30 min时Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3催化臭氧体系降解MO的脱色率和COD去除率分别为89.26%、48.45%和80.34%、38.41%.     

催化臭氧化与生物活性炭联用除污染中试研究

通过中试模型对比了单纯臭氧化与催化臭氧化分别与生物活性炭联用深度水处理技术的除污染效能.结果表明,催化臭氧化比单纯臭氧化更能强化生物炭去除有机物.催化臭氧化与生物炭联用具有协同除污染作用,有效降低了生物活性炭的有机物负荷、减轻了生物炭出水有害物质的穿透.催化臭氧化出水中剩余臭氧更少与溶解氧含量更高等对后续生物炭滤池中生物活性的增强有促进作用.     

催化臭氧氧化垃圾渗滤液水质变化的研究

采用CuO为催化剂对臭氧氧化垃圾渗滤液水质变化进行了研究.结果表明:CuO对臭氧氧化垃圾渗滤液反应具有明显的催化作用,最佳催化剂投加量为0.7g/L;BOD5/COD的研究表明臭氧氧化提高了垃圾渗滤液生物降解性;UV254研究显示催化剂存在条件下臭氧氧化可以使废水中不饱和有机物和芳香族化合物快速分解;三维荧光光谱(Excitation-Emission Matrix,EEM)分析结果表明垃圾渗滤液中含有较多类富里酸物质,臭氧氧化后类富里酸物质减少,并产生了新的有机物峰;臭氧氧化作为生物处理的预处理手段时,催化剂的加入能够加快反应速度,缩短反应时间,减少臭氧使用量.     

活性炭纳米TiO2催化臭氧化降解有机废水实验研究

采用沉淀—吸附法制备了活性炭纳米TiO2催化剂,催化臭氧化去除废水中的氯乙酸,研究了反应时间、pH值、臭氧浓度等因素对处理效果的影响.实验结果表明:活性炭纳米TiO2臭氧催化氧化法能有效的处理含氯乙酸废水,其COD去除率可达到85%以上.     

臭氧催化氧化深度处理造纸废水研究

为了考察臭氧催化氧化深度处理工艺对造纸废水的处理效果,采用臭氧单独氧化、O3/H2O2、O3/CeO2及O3/AC技术,考察其对水中UV254、COD的去除效果,同时分析了H2O2投加量对O3/H2O2氧化造纸废水效果的影响.实验结果表明,臭氧氧化具有很好的脱色及氧化水中UV254的效果;在本试验条件下,原水经过臭氧氧化10 min便可以完全褪去,UV254去除率最高可达58%左右;在O3/H2O2深度处理过程中,增加H2O2投加量只是略微提高了UV254去除率,但COD去除率反而降低.所以,在臭氧氧化某些造纸废水时,并不需要采用臭氧催化氧化技术,单独臭氧氧化便可以达到较理想效果.     

用硅钨酸催化臭氧氧化降解聚乙烯醇模拟废水

以臭氧氧化不易生物降解的聚乙烯醇（PVA）模拟废水, 考察典型杂多酸（HPA）对臭氧氧化的催化作用. 先在3种典型杂多酸中筛选出对臭氧氧化PVA具有催化效果的硅钨酸（HSiW）, 考察反应时间、 臭氧质量浓度、 体系pH值、 催化剂用量和反应温度对PVA去除率的影响, 再通过正交实验确定去除PVA的最佳条件. 结果表明： 体系的pH值对PVA去除率影响最大, 催化剂用量的影响最小; HSiW催化臭氧氧化体系去除PVA的最佳条件为ρ(O₃)=25 mg/L, 反应温度30 ℃, 体系pH=8.3, 催化剂用量250 mg/L, 在该条件下降解反应5 min, PVA去除率即可达98.3%; HSiW未改变臭氧氧化降解PVA的基本途径, HSiW可促进臭氧分解, 生成更多的HO·, 并可催化臭氧与PVA的直接反应.     

微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R废水的影响因素

为了研究微气泡臭氧氧化技术处理废水的影响因素,采用微气泡臭氧氧化技术处理酸性大红3R废水,考察臭氧投加量、酸性大红3R废水初始浓度和投加活性炭对微气泡臭氧氧化过程中脱色率、TOC去除率、pH值以及臭氧利用率的影响。结果表明,提高臭氧投加量或降低酸性大红3R废水的初始浓度,酸性大红3R废水的脱色速率和TOC去除速率均有所上升,但臭氧利用率下降。煤质活性炭对微气泡臭氧氧化具有较强的催化活性,能够显著提高酸性大红3R废水的脱色速率和TOC去除速率。臭氧投加量为48.3 mg/min、酸性大红3R废水的初始质量浓度为100mg/L时,处理效果较好。此条件下,处理30min时脱色率达到100%,处理120min时TOC去除率达到78.0%,TOC去除表观反应速率常数为0.015min~(-1),臭氧利用率始终高于99%。而投加5g/L煤质活性炭后,处理15 min后脱色率达到100%,处理120 min时TOC去除率可达到91.2%,TOC去除表观反应速率常数提高至0.037min~(-1)。处理过程中出现中间产物小分子有机酸的积累并继续氧化降解,使得废水的pH值呈现先下降后升高的趋势。可见,对微气泡臭氧氧化影响因素进行优化,可提高污染物去除速率及臭氧利用率,显著改善处理性能。     

Comparative Study of Ozonation and Catalyzed Ozonation Processes for Drinking Water Treatment by Pilot Test

The ozone consumption effect and organic removal ability of metal coated cordierite ceramic honeycombs catalytic ozonation (catazone) process and ozonation process were comparatively studied by pilot-scale experiments. By Scan Electron Microscope (SEM),Atomic Force Microscope (AFM),BET,and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis,metal oxides attached to ceramic surface were found to be in the form of crystal cluster,and the pore structure of ceramics was less developed. The air flow statuses of vaca...