O_3/H_2O_2降解活性黄X-RG优化设计及动力学研究

采用O_3/H_2O_2工艺处理活性黄X-RG,考察废水的pH、O_3流量、染料的初始质量浓度及温度对活性黄X-RG脱色率的影响,并进行反应动力学研究,建立了动力学模型。通过对染料紫外可见光谱和红外光谱的分析,探究活性黄X-RG的矿化程度。结果表明:pH的增加、O_3流量和温度的提高有利于染料的降解,而染料初始质量浓度的增加则导致降解率降低,其中O_3流量变化对结果的影响相对较小。当H_2O_2投加量为1 mmol、pH为 6.5、O_3流量为 60 L/h、染料初始质量浓度为300 mg/L、温度为293 K时,活性黄X-RG脱色率达到95.03%。在实验范围内,该降解过程符合一级动力学。     

磁性Fe_3O_4纳米微球与H_2O_2类芬顿体系催化氧化罗丹明B

采用溶剂热法成功制备出磁性Fe_3O_4纳米微球,与H_2O_2构建类芬顿(类Fenton)体系,去除印染废水中一种典型的阳离子染料——罗丹明B(RhB).借助X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,并探讨了H_2O_2用量、纳米粒子投加量、温度、pH值和RhB初始质量浓度等因素对RhB去除效果的影响。实验结果表明:当H_2O_2用量为140mmol/L,磁性Fe_3O_4纳米粒子投加量为1.2g/L,温度为30℃,pH值为3,RhB初始质量浓度为20mg/L时,反应30min即可去除90%,反应60min后已基本完全去除。     

N-117负载Fe(Ⅱ)非均相芬顿体系催化降解对氯苯酚

N-117负载铁催化剂能有效催化芬顿反应,铁溶出率低。采用N-117负载非均相芬顿体系催化降解对氯苯酚,研究了初始pH、过氧化氢质量浓度、氯离子质量浓度和腐殖酸质量浓度对对氯苯酚去除效率和催化剂稳定性的影响。结果表明:N-117负载Fe(Ⅱ)催化剂能有效催化降解对氯苯酚,拓宽芬顿反应使用pH范围,降低氯离子催化芬顿反应的抑制效果。当初始pH=9.0时,反应300min对氯苯酚降解率可达87.3%。随着初始pH升高,催化反应速率下降。过氧化氢初始质量浓度为100mg/L,反应20min,对氯苯酚降解率可达95.6%,溶出总铁质量浓度为0.67mg/L;过氧化氢继续增多时,受到高价铁基团和传质速率的限制,对氯苯酚降解速率不随过氧化氢质量浓度升高而加快。氯离子质量浓度在0～500mg/L内升高时,反应60min对氯苯酚降解率能达到87.0%以上,但铁的溶出显著增加,对氯苯酚降解速率减慢。腐殖酸质量浓度由0升高到25mg/L时,反应60min溶出总铁质量浓度由0.67mg/L升高至9.4mg/L,总铁溶出率不高于4.7%,对氯苯酚降解率仍能达到90.2%以上。催化剂使用后负载铁发生团聚,但膜骨架未被氧化破坏。     

超声波-Fenton氧化法处理米诺环素制药废水研究

米诺环素制药废水难以被常规的生物法氧化降解,用超声波-Fenton组合高级氧化法对其进行处理,进行了单因素和正交实验.以COD值变化为测定指标,在超声波28 k Hz频率、15 min反应时间下,研究了H_2O_2的投加量、超声波功率、Fe~(2+)/H_2O_2物质的量的比和反应初始值pH对处理米诺环素废水效果的影响.结果表明,当H_2O_2的投加量为8 m L/L,超声波功率为300 W,Fe~(2+)∶H_2O_2物质的量的比为1∶20,反应初始pH值为3.0的条件下,COD的去除率达到最大,为86.15%.说明超声波-Fenton氧化法对于这种四环素类难降解抗生素制药废水的降解效果很好.     

在线分光光度法对Fenton降解活性蓝的降解动力学研究

利用在线分光光度法对活性蓝模拟废水的Fenton降解过程进行研究,探讨了过氧化氢浓度、二价铁离子浓度、温度、pH值和活性蓝浓度等因素对活性蓝降解的影响规律.结果表明Fenton降解过程分为两个拟一级动力学过程,反应初期降解速率常数(k1)和反应后期降解速率常数(k2)差约一个数量级.k1与Fe2+初始浓度线性正相关;H_2O_2初始浓度和pH值存在最佳值,分别为3.519 mmol/L和3;提高体系温度能够加快反应达到平衡的时间,反应活化能为25.21 k J/mol.     

生活污水的高级氧化预处理效果研究

以芬顿试剂、高锰酸钾为氧化剂氧化降解生活污水,通过测定COD、BOD_5变化来比较氧化效果.在单因素实验的基础上,采用正交试验进行研究.芬顿试剂适宜的氧化条件:FeSO_4·7H_2O的投加量为3 mmol/L,pH值为3,H_2O_2与Fe~(2+)的投加比为3:1,反应时间为60 min;高锰酸钾适宜的氧化条件:投加量为0.2mmol/L,pH值为2,反应时间为60 min.研究表明:与高锰酸钾处理的效果相比,采用芬顿试剂,COD去除率可达80%,处理后废水的可生化性大大提高,为进一步的生化处理创造了良好的条件.     

磁芬顿处理DMAC废水的实验研究

N-N二甲基乙酰胺(DMAC)是化纤废水的主要污染物,具有毒性大,生物难降解等特点.研究了磁芬顿法和芬顿法处理DMAC的效果,探讨了最佳处理条件及降解机理.结果表明:在FeSO4·7H2O的投加量为12g/L,H2O2的投加量为12mL/L,pH值为3.0,反应时间为60min的条件下,原水浓度为250mg/L的DMAC模拟废水处理实验中,磁芬顿法的COD去除率为82.1%,较未磁化提高18.5%.动力学研究表明,磁芬顿法和芬顿法降解COD符合一级反应,反应速率常数分别为0.029min-1和0.013min-1,磁场可加快芬顿反应速度.     

Co~(2+)催化超声/H_2O_2降解环丙沙星

论文研究过渡金属离子Co~(2+)对超声/H_2O_2(US/H_2O_2)降解环丙沙星的催化效果,考察了Co~(2+)、H_2O_2添加浓度、反应温度及初始pH值等主要因素的影响。结果表明,Co~(2+)能够有效催化超声/H_2O_2体系降解环丙沙星,降解过程符合假一级反应动力学。H_2O_2浓度在4.0~32.0mmol/L,Co~(2+)浓度在25.8~96.8mmol/L范围,环丙沙星的降解率随H_2O_2和Co~(2+)添加浓度的增加而升高;温度对环丙沙星的降解影响较大,15℃~45℃范围,降解率随温度的升高而升高;初始pH值为3.0时环丙沙星的降解率最高。异丙醇的抑制实验表明,Co~(2+)增强环丙沙星超声降解主要在于·OH的氧化作用。HPLC谱图表明,环丙沙星在Co~(2+)/US/H_2O_2降解体系中主要生成三种产物,推断其通过两种途径进行降解。     

微波辅助类Fenton体系处理印染废水的试验

目的研究微波辅助类Fenton体系降解活性艳红X-3B染料废水的处理效果及p H值、催化剂投加量、H_2O_2投加量、微波辐照时间、功率等因素对废水色度和COD去除率的影响.方法制备催化剂,在微波辅助的条件下,控制pH值、H_2O_2投加量、微波功率及辐照时间、催化剂投加量,比对活性艳红X-3B的处理效果.结果初始色度为1 897倍的活性艳红X-3B废水,在催化剂投加质量浓度为10 g/L、初始pH值为3、H_2O_2投加浓度为17.5 mmol/L、微波功率为400 W,辐照时间为8 min的最优条件下,色度去除率最高可以达到99.08%,COD最大去除率达到89.12%.结论微波辅助类Fenton体系能有效处理活性艳红X-3B废水,提高废水的色度去除率和COD去除率,且该类Fenton体系投药量低,适用的pH范围也更广.     

Fe_3O_4@NiSiO_3催化剂制备及其催化芬顿氧化降解染料性能

通过溶剂热法和溶胶凝胶法制备Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂,并利用TEM、XRD、VSM、BET进行表征。构建非均相芬顿氧化体系,由单因素实验得出最佳降解条件为,pH为5.5、催化剂投加量为1.00 g·L~(-1)、H_2O_2投加量为2.5%时,罗丹明B的降解率达95%以上。利用磁性分离催化剂并重复利用5次,罗丹明B降解率无明显降低,证明Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂重复利用性能良好。同时,考察了该催化剂对其他4种染料:酸性大红3R、孔雀石绿、甲基橙、亚甲基蓝的催化芬顿氧化降解性能。结果表明,孔雀石绿、罗丹明B、亚甲基蓝的降解率均达95%,但偶氮类染料降解率较低。通过对比实验进一步研究表明,Ni元素对芬顿反应起促进作用。     

芬顿氧化-混凝深度处理二级出水试验研究

为了解决污水处理厂二级出水中有机物、总磷(TP)等污染物的超标问题,采用芬顿氧化-混凝工艺对污水进行深度处理,通过正交试验和单因素试验探讨了该工艺对污水的处理效果。研究表明:在芬顿氧化反应时间为40min,初始pH值为6.0,FeSO_4·7H_2O和H_2O_2投加量(质量浓度)分别为600mg/L和850mg/L,且混凝反应pH值为8.0,阴离子聚丙烯酰胺(APAM)投加量(质量浓度)为3.0mg/L的最优反应条件下,出水化学需氧量(COD)、色度和TP的去除率分别为97.5%,96.7%和99.2%,且均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。该工艺作为污水深度处理技术,可广泛应用于城镇污水处理厂对难降解污染物的深度处理。     

微波耦合Fe~0/H_2O_2对剩余污泥脱水性能的影响

以污泥比阻(SRF)、泥饼含水率和毛细吸水时间(CST)作为参考指标,系统探讨了微波耦合Fe~0/H_2O_2(MW-Fe~0/H_2O_2)类芬顿反应中初始pH值、微波功率、反应时间、H_2O_2投加量与Fe~0投加量等因素对剩余污泥脱水性能的影响,并通过类比实验阐述了MW-Fe~0/H_2O_2改善污泥脱水性能的作用机理。结果表明:当初始pH值为3、微波功率为400 W、反应时间为150 s、H_2O_2投加量为90 mg/g、Fe~0投加量为60 mg/g时,污泥的脱水性能达到最佳,此时,SRF、泥饼含水率和CST分别降低了90.5%,15.5%和63.3%。污泥胞外聚合物(EPS)组分分析结果表明,紧密型胞外聚合物(TB-EPS)中蛋白质和糖类的减少与污泥脱水性能提高正相关。三维荧光光谱(3D-EEM)显示,TB-EPS中溶解性微生物副产物和色氨酸类蛋白被氧化降解,有利于改善污泥的脱水性能。     

磁性Fe_3O_4-Ce多相类Fenton体系催化氧化弱酸艳蓝

以蒽醌类染料弱酸艳蓝为研究对象,研究了Fe_3O_4-Ce多相类芬顿体系对其降解的效能,并采用Box-Behnken响应曲面实验优化了其降解的工艺条件,同时探讨了无机离子与有机醇共存时,对弱酸艳蓝去除效能的影响.结果表明,催化剂的投加量与p H对去除率的影响非常明显.该多相类芬顿体系降解弱酸艳蓝的最佳工艺条件为:Fe_3O_4-Ce投加量为0.25 g、过氧化氢加入量为0.15 m L、p H值为2.1、体积为200 m L、质量浓度为50 mg/L,在此条件下,脱色率为98.2%.HPO_4~(2-)、CO_3~(2-)、PO_4~(3-)、H_2PO_4~-、HCO_3~-无机离子对弱酸艳蓝降解有着非常强的抑制作用;同时异丙醇与叔丁醇对其催化氧化抑制作用显著.     

TiO2光催化降解水中喹诺酮类抗生素

研究TiO2光催化降解水中3种喹诺酮类抗生素的动力学特征,探讨TiO2用量、初始浓度、pH和水质对3种喹诺酮类抗生素光催化降解的影响。研究结果表明:当优化参数为TiO2用量1.0 g/L、抗生素初始浓度10 mg/L,pH=7时,反应80 min,3种喹诺酮类抗生素的降解率均在95%以上;光催化降解反应符合假一级反应动力学方程,反应速率常数为0.044 5~0.071 0,半衰期为9.76~15.57 min,降解难易程度从高到低的顺序为诺氟沙星、环丙沙星、洛美沙星;不同水质中诺氟沙星、环丙沙星的降解率从高到低的顺序为高纯水、河水、自来水,而洛美沙星的降解率从高到低的顺序为河水、自来水、高纯水。     

超声波芬顿法协同降解亚甲基蓝的研究

以亚甲基蓝溶液为模型污染物,在超声波芬顿法协同作用下对亚甲基蓝染料废水的降解作用进行了研究,考察了反应时间、H2O2用量、溶液pH值、Fe2+的浓度等因素对亚甲基蓝溶液降解的影响。结果表明,超声波单独降解亚甲基蓝溶液脱色效果不明显,超声波协同H2O2降解亚甲基蓝,加入30%H2O26mL,脱色率约45.80%;溶液pH2.80,Fe2+浓度为30mmol/L时,超声波芬顿法协同降解甲基蓝180min,脱色率达92.70%。试验证明,超声波芬顿法是一种降解亚甲基蓝的有效方法。     

微波强化处理头孢唑啉钠废水性能研究

头孢唑啉钠废水成分复杂、COD高、可生化性相对较差,而微波强化芬顿氧化法效率高、操作简单,可作为一种处理方法.采用微波强化Fenton氧化处理系统,研究H_2O_2质量浓度、Fe~(2+)质量浓度、初始p H、微波辐射时间对模拟废水COD的影响.结果发现,降解废水中抗生素的最优条件是:H_2O_2质量浓度为80 mg/L、Fe2+质量浓度为12 mg/L、微波辐射时间为4 min、初始pH为4.微波辐射能够明显提高Fenton试剂对头孢唑林钠的处理效果.     

马基诺矿(FeS)非均相类Fenton催化活化H_2O_2降解RhB

选用自然界存量丰富的马基诺矿(FeS)作为Fenton试剂,罗丹明B(RhB)为模型污染物,考察了该催化剂的催化活性,利用XRD、SEM对其进行了物相和形貌的表征.利用EPR证明FeS/H_2O_(2 )体系中主要的活性物种为羟基自由基(·OH),利用·OH较高的氧化能力,设计了一个连续流反应循环装置.结果表明:经简单的机械研磨之后,平均粒径约为2μm的不规则块状FeS,能有效地催化活化H_2O_2去除RhB,反应仅15 min,20μmol·L~(-1)的RhB的去除率高达95%以上,H_2O_2的利用率达到88.4%,其中FeS用量为0.5 g·L~(-1),氧化剂H_2O_(2 )浓度为1 mmol·L~(-1 ).该反应体系FeS/H_2O_(2 )的pH适用范围较广(pH 3～9),在相同体系下完全降解同浓度的亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)分别只需要15 min和20 min.当流动系统中液体流速为8.3 mL·min~(-1)时,循环过柱120 min后RhB的去除率达到95%.     

UV/Fenton处理三唑磷农药废水

对UV／Fenton氧化降解模拟三唑磷农药废水进行实验研究．通过测定废水COD_(cr)的变化,考察 [Fe~(2 )]／[H_2O_2],H_2O_2投加量、pH值和初始浓度等因素对三唑磷废水处理效果的影响．结果表明,[Fe~(2 )]／ [H_2O_2]=1:20,H_2O_2为理论投加量Q_(th),pH值为5～7时,光解效果较佳,反应速率常数在0．03 min~(-1)以上,COD_(cr)去除率达到90％．对光解过程的分析表明,三唑磷农药废水的UV／Fenton催化降解过程符合拟一级反应动力学模式．     

工业废催化剂(FJC)对橙黄Ⅱ催化氧化的研究

以偶氮染料橙黄II为探针分子,考察了工业废催化剂(FJC)催化H2O2氧化降解高浓度有机污染物的催化活性,考察了有机溶液的初始pH值、H2O2浓度、FJC用量、反应温度对橙黄II脱色率的影响.实验结果表明,FJC具有较好的催化氧化降解活性,而且具有良好的稳定性,可以多次重复利用.当染料质量浓度为100mg/L、pH为3.0、催化剂量为2g/L、H2O2浓度为20mmol/L,反应温度为70℃,反应时间为60min时,橙黄Ⅱ脱色率可达93.4%.     

磁性Fe_3O_4/α-Fe_2O_3核壳材料降解水中亚甲基蓝

以Fe_3O_4为核,以α-Fe_2O_3为壳层,合成出一种核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米复合材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等表征手段对核壳材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液的降解.结果表明:核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子粒径约为50~80nm.当H_2O_2用量为0.23mol/L,Fe_3O_4/α-Fe_2O_3投加量为5g/L,pH值为2,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5.0mg/L,60min内亚甲基蓝的降解可达98.7%.Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子经过3次循环使用后,对亚甲基蓝仍具有较好的降解能力.