超声强化海绵铁催化过硫酸钾降解磺胺嘧啶研究

本文研究了超声强化对海绵铁催化过硫酸钾(Ultrasound/Sponge Iron/Potassium Persulfate, US/SI/PS)降解磺胺嘧啶的效果,考察了过硫酸钾和海绵铁添加量,磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)浓度、初始pH、温度等因素的影响。结果表明,磺胺嘧啶浓度15 mg/L,溶液温度25℃,超声功率56 W,初始pH=9.0±0.1,过硫酸钾和海绵铁添加量分别为0.4 g/L和0.6 g/L,磺胺嘧啶30 min的降解率达到93.3%。US/SI/PS降解磺胺嘧啶的过程符合准一级反应动力学。US/SI/PS体系降解磺胺嘧啶为硫酸根自由基(SO_4~-·)和羟基自由基(HO·)的联合作用。海绵铁的重复性结果表明,使用三次后,磺胺嘧啶30 min的去除率仍保持在93%以上,XRD分析说明海绵铁表面产生的Fe~(2+)氧化物一定程度上保持了海绵铁的催化能力。     

强化混凝控制有机物和残余铝的试验研究

采用强化混凝技术,研究了水力条件、混凝剂投加量和pH值等因素对混凝效果的影响。结果表明,强化混凝技术能有效地去除NOM,而且控制残余铝量不超标。TOC随Al2(SO4)3投加量的增加而显著降低,投加量大于0.2 mmol/L后,去除率基本保持稳定。在pH值为8.0时残余铝含量最低。调节pH在8.0,投加量为0.3 mmol/L,可控制水中有机物的TOC在1.4 mg/L左右,残余铝量在0.05 mg/L以下。     

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。     

三维电极/电Fenton法处理苯酚废水机理研究

目的确定三维电极/电Fenton法处理苯酚废水的最佳反应条件并探讨反应机理.方法设计正交试验确定最佳反应条件,对处理结果进行紫外光谱分析;采用叔丁醇验证·OH的存在.结果在最佳反应条件pH值3,电解电压为12 V,极板间距为10.5 cm,电解质投加质量浓度为1.2 g/L,Fe2+投加浓度为0.9 mmol/L条件下,苯酚最大去除率为97.38%.苯酚去除率影响因素大小为pH值电解电压Fe2+投加浓度极板间距电解质投加质量浓度.反应过程中,苯酚首先被降解为醌类化合物并进一步降解为其他中间产物,最终被氧化为小分子化合物.结论苯酚的去除主要是电极的直接氧化,·OH以及其他活性氧化物共同作用的结果,其中·OH对苯酚的降解起到主要作用.     

基于氧化石墨烯的磺胺嘧啶核酸适配体的筛选与鉴定

[目的]利用GO-SELEX方法对磺胺嘧啶(Sulfadiazine)核酸适配体进行筛选与鉴定.[方法]基于氧化石墨烯(Graphene oxide)与ssDNA的π-π堆积作用,将氧化石墨烯作为结合ssDNA与分离的介质,以磺胺嘧啶为靶标分子,利用指数富集的配体系统进化技术(SELEX)和磁分离技术建立了基于氧化石墨烯的核酸适配体筛选方法GO-SELEX,对筛选产物测序所得的核酸序列进行了同源性分析和二级结构预测,亲和力和特异性分析以及方法学考察.[结果]经过9轮筛选,获得了对磺胺嘧啶具有较高亲和力(Kd = 411 nmol·L-1)的核酸适配体Ap-41,且Ap-41对磺胺嘧啶的特异性良好;磺胺嘧啶质量浓度在1.0～40μg·mL-1范围内与荧光强度的线性关系良好,检出限为0.029 μg·mL-1,水样中加标回收率范围为95.0％～104.0％,相对标准偏差不超过6.1％.[结论]基于核酸适配体Ap-41的检测方法灵敏度较高,可用于后续传感器的构建及实际样品中磺胺嘧啶的检测.     

高铁酸钾与次氯酸钠联合氧化降解聚乙烯醇的研究

文章比较了高铁酸钾、次氯酸钠、高铁酸钾与次氯酸钠联用对PVA的降解效果,考察了高铁酸钾和次氯酸钠的投加量、氧化时间、PVA溶液的pH值和初始质量浓度对PVA去除率的影响。通过红外光谱及黏度测定,对降解产物及其分子量变化进行了分析。结果表明,用高铁酸钾与次氯酸钠联合氧化PVA时,降解效果最佳;在3.0 g/L,pH值为7.2的PVA溶液中,当高铁酸钾与次氯酸钠的投加量分别为0.32 g/L、3.92 g/L,反应时间为50 min时,PVA的去除率大于98%,COD去除率大于40%;在联合氧化降解过程中,PVA断链成小分子物质,最终降解产物主要为羧基化合物。     

Fe/Cu催化还原去除饮用水消毒副产物三氯乙酸

以高致癌风险的饮用水卤化消毒副产物(halogenated disinfection by-products,HDBPs)三氯乙酸(TCAA)为去除目标物,研究了Fe/Cu催化还原去除TCAA的效果,包括Fe/Cu质量比、Fe/Cu混合物投加量、pH值、有机物浓度和摇床转速等因素对Fe/Cu催化还原去除TCAA的影响.结果表明,Fe/Cu能够有效脱除TCAA,m(Fe):m(Cu)为10:1时的TCAA去除效果最佳;Fe/Cu最佳投加量为30 g·L-1;Fe/Cu还原脱氯去除TCAA最佳pH值在4～8之间;有机物浓度对Fe/Cu还原脱氯存在负面影响;在摇床转速、反应时间、投加量、pH值和UV254分别为200 r·min-1,160 min,30 g·L-1,6.82和0.117 cm-1的条件下,Fe/Cu催化还原对TCAA的去除率达到97.39%,并且Cu未被消耗,外扩散Fe/Cu催化还原反应的影响可以忽略,Fe/Cu对TCAA的催化还原脱氯降解过程符合拟一级反应.     

活性炭对六价铬的吸附研究

采用深圳笔架山水厂实际原水和模拟原水,研究了活性炭(AC)在不同条件下对原水中六价铬的去除效果.研究结果表明:活性炭对六价铬的吸附效果主要受到pH的影响,平衡研究发现AC吸附效果最好的pH值为2,投加量在4g·L-1,吸附时间在90 min时,六价铬的去除率达到95.73％;随着吸附剂投加量的增加和吸附时间的延长,六价铬去除率会逐渐升高然后趋于稳定;六价铬的去除率会随着六价铬初始浓度的升高而降低.AC对六价铬的吸附去除能力很强,无论是原水还是纯水对六价铬去除率都达到了99％以上,原水中的其他吸附剂对吸附的影响很小,活性炭可以作为去除水中六价铬的有效吸附剂.     

废钢渣负载CuO制备催化剂活化过硫酸盐降解磺胺类抗生素的研究

以废钢渣(SSS)为原料,通过化学沉淀法在SSS表面引入CuO,制备一种高效的、可回收的非均相催化剂CuO/SSS,并将其用于去除废水中传统生物处理难降解的磺胺类抗生素[磺胺对甲氧嘧啶(SMD)、磺胺嘧啶(SDZ)和磺胺甲恶唑(SMX)]．在催化剂投加量1～2 g/L、过硫酸钾(PS)投加量2～4 mmol/L、反应时间30 min的最佳反应条件下,CuO/SSS+PS对20 mg/L的3种不同磺胺类抗生素的去除率均超过75%,其中SMD的去除率达到80.29%．另外,在海水、湖水和自来水基质中,CuO/SSS+PS对SMD的去除率略微降低至54%～76%,这主要归因于存在于真实天然水中的各种无机阴离子．通过密度泛函理论(DFT)和液相色谱-质谱联用仪(LC/MS)的结果模拟了SMD的降解路径,得出主要降解途径是嘧啶环打开、O₂S—NH键断裂、自由基攻击苯环．CuO/SSS+PS在去除难降解抗生素SMD时具有高效性,为活化过硫酸盐降解难降解有机废水寻得了一条途径．     

废水中十六烷基三甲基溴化铵的Fenton氧化降解

研究了废水中阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的Fenton氧化降解.考察了H2O2及Fe2+的浓度、pH值和反应时间对去除效果的影响.优化后的降解反应的条件是:pH为3.0,H2O2与CTAB浓度质量比为1:2.3,Fe2+质量浓度为20.0 mg·L-1.当CTAB初始质量浓度为20.0 mg·L-1时,在最佳反应条件下,CTAB的去除率可在30 min达到90%以上,H2O2浓度的增大有助于提高TOC的去除率.降解产物中检出CHOOH和CO2等.实验结果表明Fenton氧化降解法可以快速有效除去废水中的季铵盐阳离子表面活性剂.     

双阴极室隔膜电解制备高铁酸盐及其应用

采用双阴极室隔膜电解槽电解制备高铁酸钾,以铁丝网作为阳极材料,石墨碳棒作为阴极材料,两极室用Nafion117阳离子交换膜隔开.探索不同NaOH浓度、电解液成分、电流密度以及助剂对高铁酸盐产率的影响.并用制得的高铁酸盐降解苯胺,考察了pH值、反应时间、苯胺初始浓度以及高铁酸盐投加量对苯胺去除率的影响.助剂KIO 4、石墨和ZnCl 2的添加无法提高高铁酸盐的生成.在pH=10、n（苯胺）∶n（Fe）=1∶10、处理时间30 min的条件下,苯胺的去除率可达80.60%.     

高铁酸钾的制备及其对水中As(III)、Pb(II)的去除效能研究

利用正交法得出次氯酸盐氧化法合成高铁酸钾的最佳工艺条件,以FTIR、XRD、SEM、EDS、TEM表征证实其纯度可达95%. 在砷、铅单独及复合污染的处理中比较了K2FeO4投加量、起始pH对处理效果的影响. 实验表明,当砷、铅起始质量浓度为2 mg/L,溶液pH 65,铁砷质量浓度比为16或铁铅质量浓度比为4时,沉淀后水中砷、铅质量浓度均可低于10 g/L;K2FeO4同样能有效处理砷铅复合污染,在K2FeO4投加量为24 mg/L时,对砷、铅的去除率分别为9930%和100%;与单独污染相比,低K2FeO4投加量下,砷与铅的竞争关系明显.通过结合Visual 〖JP2〗MINTEQ化学平衡模拟软件对实验机理进行分析表明:高铁酸钾通过氧化、电中和及表面络合等作用去除水中砷、铅.〖JP〗     

Photo-Fenton工艺处理畜产废水的运转条件

对于photo-Fenton工艺处理畜产废水进行了试验,通过改变高级氧化法的各种参数得到了最佳运转条件。最佳运转条件是:当pH=5、c[Fe2 ]=10 mmol/L、c[H2O2]=100mmol/L、反应时间为80min时,采用重铬酸盐法测定的化学需氧量(CODcr)为79%,色度为70%,大肠杆菌的去除率为99.5%。污泥发生量体积比为0.075,浓度约为5.6mg/L。结果表明:去掉畜产废水中妨碍紫外线吸收的固形物质后利用photo-Fenton工艺进行处理,可替代生物学方法对畜产废水进行处理。若用太阳光代替紫外线作为光源,则将进一步降低成本。因此,该方法是一种环保工艺。     

高铁酸盐氧化去除水中酚类化合物的研究

采用实验室试验研究了高铁酸盐氧化分解水中酚类化合物的效果。研究发现，高铁酸盐能够在短时间内氧化地表水中的苯酚，10min可以分解80％以上。后续采用硫酸铝混凝可以强化苯酚的去除。另外，高铁酸盐氧化酚类化合物受pH影响较大，在中性和弱碱性条件下，高铁酸盐的氧化速率最高。酚类化合物的最优氧化速度pH区间与其pKa相关。酚类化合物苯环上的硝基和氯取代基也是影响氧化速度的主要因素。     

ITO电极上Tris促进[Ru(bpy)3]2+对次黄嘌呤的电催化氧化

研究了在铟锡氧化物（ITO）电极上三羟甲基氨基甲烷（Tris）促进[Ru(bpy)3]2+（bpy = 2,2′-联吡啶）对次黄嘌呤（Hx）的电催化氧化作用. 结果表明，Tris的加入明显地增强了[Ru(bpy)3]2+对Hx的电催化氧化，扫描速度、溶液pH和Hx浓度对Hx电催化氧化均有明显的影响，Hx电催化氧化产物能与Tris发生后续的化学反应，[Ru(bpy)3]2+对Hx的催化氧化是基于后续化学反应增强均相电催化反应（EC′C）的机理. 在10 mmol/L Tris/50 mmol/L NaCl (pH 7.2)缓冲溶液中，Hx的电催化氧化电流在0.10 ~0.15 mmol/L区间随Hx浓度线性地增大，相关系数为0.991，检测限为0.12 μmol/L (S/N = 3).     

高铁酸钾对水中锑的去除机理研究

采用实验室制备的高铁酸钾对水溶液中的三价锑进行去除性能研究. 高铁酸钾对水中三价锑的去除包含2步:一是高铁酸钾对三价锑的氧化,二是原位生成的高铁酸钾分解产物对锑的吸附. XRD和FTIR检测表明高铁酸钾的分解产物符合无定型的2线水铁矿,比表面积大,孔隙率高. 吸附实验结果表明:低pH值更有利于锑的吸附;而离子强度对锑的吸附,在pH 3.5 ~5.5与pH 5.5~7.0这2个区间有着截然相反的影响;吸附动力学过程拟合以准二级动力学拟合最好(R2=0.999 1),说明以化学吸附为主;吸附等温线拟合以Freundlich模型最优(R2=0.980 4),而使用Langmuir-Freundlich模型拟合时最大吸附量的理论值可达到129.93 mg/g. 通过吸附前后样品的FTIR表征表明在吸附锑的过程中形成了内层络合物和外层络合物.     

用Fenton技术去除水中盐酸左氧氟沙星

研究Fenton高级氧化技术对水中抗生素盐酸左氧氟沙星的去除效果, 并考察n(H₂O₂)∶n(Fe²⁺)、 H₂O₂投加量、 溶液初始pH值、 反应时间和初始质量浓度对去除效果的影响. 结果表明: 当n(H₂O₂)∶n(Fe²⁺)=5~25时, 盐酸左氧氟沙星、 化学需氧量(K₂Cr₂O₇法, COD_Cr）和总有机碳(TOC)的去除率随二者物质的量比的增加先增加后降低; 当H₂O₂投加量为15 mL/L时, 盐酸左氧氟沙星、 COD_Cr和TOC去除率分别为88.40%,5952%,3380%; 当pH=3时, 盐酸左氧氟沙星、 COD_Cr和TOC的去除率分别为9240%,5952%,3451%; 盐酸左氧氟沙星、 COD_Cr和TOC的去除率随反应时间呈逐渐增加的趋势, 去除率随初始质量浓度的升高而下降; 当反应时间为3 h时, 去除过程基本完成. 在pH=3, 温度为20 ℃, H₂O₂投加量为15 mL/L, n(H₂O₂)∶n(Fe²⁺)=10的条件下, Fenton高级氧化技术对水中盐酸左氧氟沙星的去除效果最好, 达9640%.     

臭氧氧化法处理模拟染料废水影响因素及降解动力学研究

采用臭氧氧化法对酸性红B模拟染料废水进行处理,通过正交试验和单因素试验研究了反应时间、臭氧通量和初始反应pH值等因素对废水处理效果的影响。实验结果表明,在酸性红B质量浓度为250mg/L、反应时间为10min、臭氧通量为10.53mg/min和初始反应pH值为10.0的条件下,酸性红B去除率可达到99.31%,TOC去除率达到44.91%。采用紫外-可见吸收光谱分析表明臭氧可有效破坏酸性红B分子中的共轭体系,达到脱色的目的。臭氧氧化降解酸性红B近似符合一级动力学方程ln(c0/ct)=0.167 7t+1.624 7。     

NaClO/Fe2+氧化法深度处理草浆造纸废水实验研究

采用NaClO/Fe2+氧化法深度处理经厌氧、好氧处理后的草浆造纸废水,通过正交实验和单因素试验,研究了各主要因素对废水COD去除效果的影响,确定了最佳工艺条件.结果表明:NaClO/Fe2+法对COD去除率影响的顺序为:NaClO用量＞Fe2+用量＞反应时间;在进水COD浓度为340 mg/L,pH值为7～8.3、1...