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。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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.     

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.     

臭氧氧化降解除草剂扑草净实验研究

利用臭氧氧化去除水中三嗪类除草剂扑草净,探讨不同反应条件对扑草净降解效率的影响.结果表明,随着pH值和温度的增加,扑草净去除率先增大后减小,存在一个最佳pH值8.17和最佳反应温度28℃.随臭氧投量的增加,扑草净降解速率提高;扑草净初始质量浓度增加,扑草净降解效率减小.低质量浓度腐殖酸(0.2 mg/L)可以促进扑草净的降解,但是高质量浓度的腐殖酸对扑草净去除有抑制作用,当腐植酸投量为2.5 mg/L、5 mg/L时,扑草净去除率分别从不投加腐殖酸时的87.1%降低至83.94%、74.58%.碳酸氢根对扑草净去除有抑制作用,且随着碳酸氢根质量浓度的增大,抑制作用越明显,投加碳酸氢根质量浓度为2.0 mmol/L时,扑草净的去除率从不投加碳酸氢根时的87.1%降低至64.0%.     

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%.     

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〗     

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。     

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%.     

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.     

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).     

二氧化氯/TiO2光催化氧化降解碱性品红模拟废水及反应机理

以硅胶为载体,采用浸渍-焙烧法制备了TiO2光催化剂,并将其用于二氧化氯/TiO2光催化氧化降解碱性品红模拟废水.经对比实验验证了ClO2/TiO2光催化剂/UV照射对碱性品红的氧化降解作用.50 mL质量浓度为150 mg.L-1的碱性品红模拟废水,在pH值为5.0,二氧化氯质量浓度6.14 mg.L-1和10 g.L-1光催化剂条件下,紫外照射距离20 cm,紫外照射时间13 min,碱性品红的去除率可达80%,远远高于二氧化氯化学氧化处理碱性品红的去除率46%.在废水处理过程中,采用紫外可见光谱和红外光谱分析降解产物,碱性品红被氧化降解为醌和羧酸,并进一步降解为二氧化碳和水,提出了二氧化氯/TiO2光催化氧化降解碱性品红废水的反应机理.     

Removal of Microcystin-LR in Water by Chlorine Dioxide

Microcystins(MCs)are well known as hepatotoxins produced by blooms of toxic cyanobacteria(blue-green algae) abundant in surface water used as drinking water resource and have drawn attention of environmentalists world over by leading to adverse health effects.A study on efficiency and reaction kinetics of microcystin-LR(MC-LR)degradation by ClO2 was performed. Experimental results indicated that MC-LR was removed by ClO2 effectively and the residual concentration of MC-LR could meet the national guideline(GB5749-2006)(1.0 μg·L-1 ),the efficiency of removal was in positive correlation to ClO2 dosage and reaction time and in negative correlation to initial concentration of MC-LR and pH value, whereas it was affected by temperature slightly.ClO2 dosage was the most important reaction factor on base of the orthogonal test results.The reaction was second order overall and first order with respect to both ClO2 and MC-LR,and had an activation energy of 78.81 kJ · mol-1.The reaction rate constant was 4.74×102 L/(mol·min) at 10 ℃.Therefore, oxidation of ClO2 could be taken as an effective technology for removing MC-LR from drinking water resources in traditional drinking water supplies.