臭氧活性炭去除水中硫醇类致嗅物质的研究

硫醇类物质是南方某江排洪时饮用水中嗅味的主要致嗅物质。以乙硫醇为典型致嗅物质,研究了臭氧活性炭对乙硫醇的去除特性。结果表明,臭氧活性炭对乙硫醇有很好的去除效果,其中臭氧氧化是去除乙硫醇的关键工艺,活性炭发挥的作用有限;去除乙硫醇嗅味的适宜臭氧接触时间是15 min,当水质变化不大时,完全氧化水中乙硫醇所需要的有效臭氧投加量(mg/L)为乙硫醇初始浓度(μg/L)的0.04倍。当进水乙硫醇浓度大于100μg/L时,需要增加适宜的预氧化处理,与臭氧活性炭联用才能有效去除水中硫醇类致嗅物质产生的嗅味。     

臭氧活性炭去除水中硫醇类致嗅物质的研究

硫醇类物质是南方某江排洪时饮用水中嗅味的主要致嗅物质。以乙硫醇为典型致嗅物质,研究了臭氧活性炭对乙硫醇的去除特性。结果表明,臭氧活性炭对乙硫醇有很好的去除效果,其中臭氧氧化是去除乙硫醇的关键工艺,活性炭发挥的作用有限;去除乙硫醇嗅味的适宜臭氧接触时间是15min,当水质变化不大时,完全氧化水中乙硫醇所需要的有效臭氧投加量(m g/L)为乙硫醇初始浓度(μg/L)的0.04倍。当进水乙硫醇浓度大于100μg/L时,需要增加适宜的预氧化处理,与臭氧活性炭联用才能有效去除水中硫醇类致嗅物质产生的嗅味。     

混凝沉淀-生物粉末炭/超滤组合工艺处理含嗅味微污染水研究

针对富营养化湖库水普遍存在的藻类、有机物污染及嗅味问题,以实验室模拟的含嗅味微污染水为试验水样,研究了混凝沉淀-生物粉末活性炭/浸没式超滤(BPAC/SUF)组合工艺对叶绿素a、有机物和嗅味污染物的去除效果及对膜污染的影响,探讨一种有效的含嗅味微污染水处理技术. 结果表明,混凝沉淀-BPAC/SUF组合工艺对叶绿素a的去除效果显著,平均去除率达95.5%;组合工艺可强化有机物的去除效果,对UV₂₅₄、DOC和COD_Mn的平均去除率分别为31.0%,30.4%和51.0%;对二甲基异冰片(2-MIB)和土臭素(GSM)有较好的去除效果,平均去除率为74.8%和75.1%,出水平均浓度均在嗅阈值以下;整个实验期间,跨膜压差仅增长了3.80 kPa,膜污染得到很好的缓解.      

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。     

松花江水臭氧深度处理研究

以松花江滤后水为研究对象,利用不同质量浓度臭氧氧化降解水中有机污染物.结果表明臭氧氧化对CODMn的去除能力随臭氧投量增加而增加,但去除率并不是随着臭氧投量的增加而相应的呈线性增加,说明臭氧氧化存在最佳臭氧投量.臭氧对UV254的去除效果很明显,较短时间内,就可以达到较好的去除效果.臭氧氧化在1 m in内对DOC去除效果明显,之后随着臭氧质量浓度降低,反应速率下降,并且臭氧氧化使得一些POC转化为DOC,从而去除率呈现为负值.臭氧氧化难以去除氨氮,较易将有机氮氧化生成氨,从而使得氧化后水中的氨氮有所升高,氨氮去除率呈现负值.臭氧对松花江水中有机物的氧化不完全,对氨氮去除效果不佳,而且生成的中间产物会阻止臭氧进一步氧化,因此臭氧氧化后再接生物处理效果会更好.     

Fe/Al电极电絮凝法处理Ni-EDTA废水影响因素及机理分析

为提高电絮凝法对Ni-EDTA的去除效率,并深入分析其反应机理,研究了不同材料的电极组合、电流密度和初始p H对Ni-EDTA去除效果的影响。结果表明:铁阳极+铝阴极产生的有效絮凝剂最多,对TOC和Ni的去除率最高,分别为98.75%和99.99%;随着电流密度的增大,TOC和Ni的去除率逐渐升高,4.38 m A·cm~(-2)时去除率分别达到98.95%和99.21%;且电流效率开始下降。初始p H为3时,TOC和Ni的去除率分别为98.27%和99.89%,随着p H的升高去除率逐渐下降。对溶液和絮体进行紫外光谱(UV)、红外光谱(FTIR)以及扫描电镜(SEM-EDS)分析结果表明:Ni-EDTA主要通过Fe(OH)_3的絮凝吸附沉淀,电解产生的HClO和阳极电位的氧化反应以及Fe(Ⅲ)的转络合反应等一系列共同作用去除。     

MnO_2催化臭氧氧化模拟草酸废水

比较了单独臭氧氧化、MnO_2催化剂吸附和MnO_2催化臭氧氧化3个体系对模拟草酸废水COD的去除效果,考察催化剂投加量对COD去除率的影响,并建立和验证了草酸氧化降解中的独立反应式.实验结果表明:单独臭氧氧化、MnO_2催化剂吸附和MnO_2催化臭氧氧化3个体系对模拟草酸废水COD的去除率分别为4.94%、20.83%和44.44%.MnO_2催化剂最佳投加量为0.500 g/L时,COD(草酸初始质量浓度500 mg/L,初始COD质量浓度89 mg/L,反应时间1 h)的去除率高达85.87%,由于MnO_2催化O_3产生·OH,MnO_2/O_3体系对模拟草酸废水COD的去除率明显提高.依据化学计量矩阵方法,验证并确立了草酸氧化降解过程的独立反应式.动力学理论计算和实验结果均表明,MnO_2催化臭氧氧化模拟草酸废水COD的降解过程符合准一级动力学方程(R~20.9).     

活性炭纤维、二氧化氯及其联用工艺去除 2-MIB

采用液液萃取与气相色谱-质谱联用技术研究二氧化氯、活性炭纤维及二氧化氯与活性炭纤维联用3种方法对2-MIB的去除效果,考察二氧化氯和活性炭纤维投加量、溶液pH和底物初始质量浓度对目标物去除效果的影响。研究结果表明:ClO2单独去除的最佳投加量为8 mg/L,pH7时效果较好。ACF最佳投加量和最佳pH分别为20 mg/L和6.14。2-MIB的去除率都随其初始质量浓度增大而降低。ACF与ClO2联用工艺中二者投加量分别为1 mg/L和14 mg/L时,2-MIB的去除率可达88.2%,比单独吸附去除效果提高4.6%,同时降低30%的ACF投加量,此外,联用工艺对于处理低质量浓度的2-MIB更为有效。ACF吸附2-MIB符合伪二级反应动力学模型,粒子内部扩散是吸附过程的主要控制步骤,吸附可能是个复杂的非均相固液反应。     

活性艳蓝印染废水处理技术研究

分别采用紫外线照射(UV)、臭氧(O3)氧化、UV/O3联合法处理活性艳蓝KN-R模拟印染废水,对不同方法的处理效果及影响因素进行研究。结果表明:单纯UV法处理模拟印染废水脱色及COD去除效果甚微;O3氧化处理模拟印染废水,脱色效果明显,COD的去除效果不明显;UV/O3联合法脱色效果明显优于单纯的UV法或O3氧化法,当废水初始浓度为400 mg/L,pH值为12,臭氧空气流量为80 L/h,处理60 min时脱色率高达99.4%,COD去除率为32.0%。     

臭氧降解丁香酚的效果及动力学分析

采用臭氧氧化法降解含水溶性木素衍生物丁香酚的模拟废水,考察了初始p H值、丁香酚初始浓度、臭氧质量浓度和温度对臭氧氧化降解丁香酚过程中CODCr去除效果的影响,并对降解过程中CODCr去除反应的动力学进行研究.结果表明:臭氧对丁香酚具有良好的氧化降解效果,在p H=11、丁香酚初始浓度为1 mmol/L、臭氧质量浓度为24.83 mg/L、温度为25℃的条件下,臭氧降解丁香酚过程中的CODCr去除率可达67.77%;臭氧氧化降解丁香酚过程中CODCr的去除反应符合两段拟一级反应动力学特征;采用幂指数方程分析反应动力学,可分别得到0~10 min和10~60 min反应时间内CODCr去除反应的动力学方程.     

Ce-MCM-41分子筛催化臭氧氧化水中腐殖酸

采用水热法合成铈掺杂MCM-41（Ce-MCM-41）介孔分子筛,并将其用于臭氧氧化水中腐殖酸.本文研究了催化剂投加量、铈掺杂量、反应温度和初始pH对腐殖酸降解及矿化的影响. 结果表明,腐殖酸在Ce-MCM-41/O3体系内可实现有效降解. 与单独臭氧氧化相比,Ce-MCM-41催化剂的加入可提高臭氧氧化腐殖酸的矿化效果. 催化剂投加量为100 mg/L时,催化剂具有较好的催化活性,反应60min,DOC去除率为70.58%（Si/Ce=80）;三种铈掺杂量催化剂的添加均能提高腐殖酸矿化效果. 在278 ~308 K实验范围内,腐殖酸溶液的DOC去除率和UV254去除率均随反应温度升高而提高.溶液初始pH为6.0~8.5时,DOC去除率随碱性增强而略微下降. 表明温度和溶液初始pH影响催化臭氧氧化去除腐殖酸的效果. 此外,还考察了添加Ce-MCM-41对含溴水臭氧氧化过程中溴酸盐生成的影响,与单独臭氧相比,1.00 g Ce-MCM-41分子筛的加入减少了46.94%溴酸盐生成. 结果表明添加Ce-MCM-41分子筛可抑制溴酸盐的生成. 因此Ce-MCM-41分子筛可用于提高臭氧氧化腐殖酸效果和减少含溴水臭氧氧化过程中溴酸盐的生成.     

水环境中新型污染物糖精的臭氧降解研究

从反应动力学及影响因素角度系统地探讨臭氧对糖精(SAC)的降解效果.结果表明:SAC的臭氧氧化降解反应符合拟一级动力学模型,温度为20℃,pH为7,SAC初始质量浓度为20 mg/L,臭氧投加量为7.9 mg/L条件下,60 min后SAC完全降解,总有机碳(TOC)去除率为82.34%.臭氧投加量增加有利于SAC的降解,但臭氧的利用效率降低;SAC初始质量浓度越高,反应速率越慢,但降解效果受臭氧投加量的限制;pH值由酸性升高至微碱性,反应速率大幅上升;反应温度由10℃升至30℃,降解速率提高164%;水中常见阴离子对SAC降解有一定抑制作用,其中HCO_3~-的抑制作用最明显,随后是Cl-和SO_4~(2-),且随着HCO_3~-浓度的增加而增加.SAC的臭氧氧化降解遵循·OH氧化的机理.     

用于地下回灌的城市污水臭氧处理

为回用城市污水 ,以缓解我国水资源日益短缺的紧张局面 ,研究了臭氧对典型城市二级生化出水 (北京高碑店污水处理厂 )中有机物的去除效果。对以 AOX表征的有机物 ,臭氧与之的直接反应和间接反应的去除率存在限值 ,直接反应的最大去除率可达 2 4% ,间接反应的最大去除率可达 3 8%。间接反应中 ,NO-2 、细菌、苯系物优先与臭氧反应 ,AOX、DOC反应慢 ,臭氧去除 AOX是氧化卤素原子的脱卤作用。二级生化出水经臭氧处理后 ,还可以有效去除细菌 ,并破坏大分子及苯环 ,从而提高了水的可生化降解性。臭氧消耗量为 2 4mg/ L 时 ,再经土壤含水层处理 ,出水 DOC值可达地下水水源标准     

Fe~(2+)激活过氧单硫酸盐去除水中氨氮分析

为了有效地去除水中低浓度氨氮,采用二价铁(Fe~(2+))激活过氧单硫酸盐(PMS)的新型高级氧化工艺,对水中氨氮的去除进行研究分析。考察不同初始p H、氨氮浓度(c(NH4+-N)0)、Fe~(2+)与PMS物质的量比(n(Fe~(2+))/n(PMS))及供电子剂对Fe~(2+)/PMS体系去除水中氨氮的影响。研究结果表明:随着p H降低,Fe~(2+)/PMS体系对氨氮的去除效果增强;增加n(Fe~(2+))/n(PMS)可以促进体系对氨氮的去除;随着NH4+-N初始浓度升高,氨氮的去除率呈现下降趋势。当p H=3,PMS初始投量为0.22 mmol/L,n(Fe~(2+))/n(PMS)为1:1,NH4+-N初始浓度为0.044 mmol/L,反应60 min时,氨氮去除率达到最大,为88.27%。另一方面,分别向Fe~(2+)/PMS体系投加单宁酸、柠檬酸、抗坏血酸和草酸等供电子试剂,可以促进体系对氨氮的去除效果,其中单宁酸对其促进效果最佳,使氨氮去除率提高2.60%。Fe~(2+)向Fe3+转化的效率极高,约为91.8%。Fe~(2+)/PMS工艺去除氨氮符合拟一级动力学模型。     

Fe0 Al0/O2体系氧化处理乙二胺四乙酸水溶液的性能

研发了常温常压下由O2自发还原而产生H2O2和·OH等活性氧(ROS)的Fe0-Al 0/O2绿色高级氧化工艺,以乙二胺四乙酸(EDTA)模拟废水为研究对象,考察了溶液的初始pH值、铝铁的质量比、EDTA的初始浓度等因素对EDTA降解的影响.采用N,N-二乙基对苯二胺-辣根过氧化物酶(DPD-POD)法、苯甲酸捕捉法、氧气吹脱、溶液总有机碳(TOC)的变化以及EDTA的降解产物等证实了H2O2和·OH的原位产生及EDTA的氧化降解机制.结果表明:Fe0-Al 0/O2体系对EDTA的去除率随溶液初始pH的升高而降低,但在pH=3~9范围内,始终具有较好的EDTA去除率;随Al 0∶Fe0质量比增加以及EDTA初始浓度降低,EDTA的去除率增大;在初始pH=9、EDTA初始浓度为0.5mmol·L-1、铝铁的质量比为1∶1的条件下反应3h之后EDTA的去除率达到了90%以上;EDTA主要通过·OH的高级氧化去除,其中间产物为亚氨基二乙酸、甲酸和乙酸,最终被矿化降解为CO2和H2O,3h内TOC去除率达到72.5%.研究表明:Fe0-Al 0/O2体系处理EDTA水溶液,无需外加H2O2,此体系节省运行操作费用,且适用pH范围广.     

城市生活污水生化出水中有机物的臭氧氧化特性

考察了O3法对城市生活污水生化出水中溶解性有机物的去除效果以及二级出水中各类有机污染物的氧化特性.实验结果表明:O3法对于城市污水二级生化出水的UV254值具有较高的去除效率,20 min内即可达57.1%的去除率,COD去除速率较慢,150 min时去除率为62.5%,而DOC去除效果很差,150 min的去除率仅为36.1%.经氧化处理后,疏水性物质的浓度明显下降,其中非酸疏水物质则基本被氧化完全,而亲水性物质氧化效果很差.水中各类有机物的组成发生明显变化.对不同的有机物而言,其氧化去除速率为疏水性物质＞弱疏水物质＞亲水性物质.     

氧化铜催化臭氧氧化模拟费托合成废水

费托合成废水COD高达40～60 g/L,pH低至2～3,必须采用化学方法进行预处理才能有效续接生物处理方法。本研究利用氧化铜对模拟费托合成废水进行臭氧催化氧化降解实验,考察单独臭氧氧化、催化臭氧氧化、催化剂投加量、初始COD对模拟费托合成废水COD去除率的影响,并对COD的降解动力学进行分析。实验结果表明:对于COD的定量分析,与分光光度法相比,重铬酸钾滴定法测定COD的精确性比较高;单独氧化铜吸附和单独臭氧氧化对模拟废水COD的去除率为20%～30%;采用氧化铜和臭氧组合工艺,对模拟费托合成废水COD的去除率较高。当COD初始值为1 000 mg/L时,氧化铜投加量为1 g/L,反应120 min后对模拟费托合成废水的COD去除率达到76.62%;随着初始COD浓度的提高,COD的绝对降解量也成比例逐渐增大。CuO/O_3体系氧化机制分析表明,·OH对模拟费托合成废水中小分子有机酸醇的去除发挥了主要作用。动力学分析结果表明,采用氧化铜催化臭氧氧化工艺,模拟费托合成废水COD的降解过程符合准一级动力学方程,相关性系数高达0.97以上。     

臭氧氧化水中新型污染物三氯蔗糖的机理分析

为了探究新型污染物三氯蔗糖(SUC)的有效去除方法,考察了连续臭氧对水中SUC的降解效果,分析了臭氧通量、SUC初始浓度、初始p H值、温度和共存阴离子等因素对降解效果的影响,并通过产物鉴定推测了SUC的降解路径.结果表明:臭氧氧化工艺能高效去除SUC,中性条件下羟基自由基(HO·)间接氧化作用大于臭氧直接氧化.SUC降解过程均符合拟一级动力学反应方程特征,反应速率常数均随臭氧通量、p H值和温度的升高而增大;SUC的初始浓度高将降低降解效果,水中常见阴离子抑制SUC降解的顺序为CO_3~(2-)HCO_3~-Br~-Cl~-.利用幂指数型经验模型得到了臭氧降解SUC的动力学模型,臭氧氧化过程经LC/MS鉴定有4种中间产物,降解路径可能为糖苷键的断裂和HO·的取代反应.     

臭氧催化法降解有机废水研究

以固体氧化铁为催化剂,活性氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,对影响臭氧氧化效率的主要因素进行考察,发现随着pH值从酸性到碱性COD去除率逐渐升高,臭氧流量和投加时间、催化剂用量、底物浓度对臭氧氧化效能影响明显,在此基础上最优化Fe_2O_3臭氧催化氧化体系的反应参数。     

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%.