亚硝酸盐对硫酸根自由基降解卤代酚的影响

系统研究了亚硝酸盐(NO_(2)^(-))对硫酸根自由基(SO_(4)^(•-))降解溴酚和氯酚的影响.结果表明,NO_(2)^(-)的加入明显促进了溴酚的降解,而氯酚的降解仅受到轻微促进;此外,两者都转化生成了有毒硝基产物.研究发现,卤代酚在SO_(4)^(•-)氧化过程中发生脱卤反应,脱下来的卤离子被SO_(4)^(•-)氧化为卤自由基和自由卤.其随后和中间产物甚至母体反应,生成卤代副产物,如卤仿和卤乙酸.若反应过程中存在NO_(2)^(-),首先,原位生成的活性卤物质能够被NO_(2)^(-)迅速捕获,生成强氧化性的硝酰卤.硝酰卤进攻卤代酚,导致其加速降解并生成硝基副产物.其次,NO_(2)^(-)被SO_(4)^(•-)氧化生成二氧化氮自由基(NO2•),其随后与卤代酚转化生成的酚氧自由基中间体结合,同样产生大量硝基卤代产物.数据显示,硝基溴酚的种类更多且产量更高.当加入200μmol/L NO_(2)^(-),溶液中硝基溴酚和硝基氯酚的总生成量最高分别可至9.2和5.7μmol/L.这是因为在SO_(4)^(•-)氧化过程中,溴酚较氯酚更容易发生脱卤反应,因此NO_(2)^(-)对溴酚转化行为的影响更显著.研究揭示了SO_(4)^(•-)氧化技术应用于地下环境中降解卤代污染物时的潜在风险,并对该过程中氮素和卤素的相互转化提供了新的见解.

高级氧化法去除水中内分泌干扰物的研究进展——基于硫酸根自由基

由于现代工业的快速发展,在水环境中广泛检测到具有高生态毒性的内分泌干扰物(EDCs).基于硫酸根自由基的高级氧化工艺(SO_(4)^(-)·-AOPs)因其高氧化潜能以及与其他AOPs相比在EDCs修复中的有效性而被广泛认可.本文首先综述了不同过硫酸盐(PS)活化方法(如过渡金属活化、碳材料活化、热活化、紫外活化、电化学活化和超声活化)的活化机理及其在去除EDCs中的应用,指出各活化方法的优点和局限性,并总结一些提升其活化性能的有效策略.其次,介绍了以亚硫酸盐作为产生SO_(4)^(-)·的新型前体的应用,并强调EDCs降解过程中中间产物的毒性变化.最后,对研究进展进行总结和展望.未来可考虑扩大机器学习在预测SO_(4)^(-)·对不同EDCs的反应性、氧化机制、生成的转化产物及其毒性等方面的研究,从而进一步提高SO_(4)^(-)·-AOPs的实际应用潜力.

基于硫酸根自由基的高级氧化技术处理有机废水的研究

介绍了过硫酸盐活化机理,综述了硫酸根自由基的产生途径,通过不同过硫酸盐活化方法如:热活化、碱活化、紫外光活化、过渡金属离子活化、微波活化、金属氧化物活化等方法可以产生硫酸根自由基,并且能够有效处理有机废水。基于硫酸根自由基的高级氧化技术拥有良好的应用前景,但该技术仍存在许多问题且具有一定的局限性。未来需要增加基于硫酸盐自由基的高级氧化工艺在实际情况下真实有机废水中的净化实验并且开发出价格低廉、处理高效、稳定且易回收的新型催化剂,探究天然有机物的催化性能,降低应用成本和二次污染。

响应面法优化硫酸根自由基高级氧化深度处理渗滤液生化尾水

针对垃圾渗滤液生化尾水中仍含有较高浓度的难生物降解COD、NH4+-N和NO2--N,无法满足现行排放标准的问题,采用基于硫酸根自由基的高级氧化技术(SR-AOP)对生化尾水进行深度处理.考察了pH值、温度、FeSO4和过硫酸钠浓度对TOC和TN去除效果的单独作用及交互作用.结果表明,影响因子对于处理效果的贡献排序为:pH值>温度>过硫酸钠浓度,各因素对TOC的去除有显著性影响,而对TN的去除没有显著性影响.各因素的复合效应为:TN去除效果影响:温度+过硫酸钠浓度>pH+过硫酸钠浓度>温度+pH,TOC去除效果影响:温度+pH>pH+过硫酸钠浓度>温度+过硫酸钠浓度.实验最终确定SR-AOP的最佳条件为:pH=5,温度为30℃,过硫酸钠浓度为0.5g/L,催化剂FeSO4剂量为3.8g/L,该条件下TOC去除率为35.5%,TN去除率为16.9%,同时可以显著提高出水BOD5/COD.因此,通过SR-AOP深度处理可以去除生化处理尾水大部分COD和TN,并大幅提高B/C比,为后续与适当的生化处理工艺组合进行达标处理奠定了良好的基础.

基于硫酸根自由基的高级氧化技术深度处理造纸废水的研究

采用零价铁(ZVI)活化过硫酸钠(PS)产生硫酸根自由基的高级氧化技术处理造纸废水二级出水(CODCr为160 mg/L,色度为200度),考察了常温下pH值、ZVI用量、PS用量等因素对CODCr降解率及色度去除率的影响,并对其降解过程动力学进行了探讨,初步确定了硫酸根自由基氧化降解造纸废水的工艺条件,通过采用GC-MS检测分析了废水处理前后的物质变化情况。结果表明,在酸性至中性条件下,硫酸根自由基皆可有效降解有机污染物;在ZVI用量为8 g/L、PS用量为4 g/L时,室温条件下反应3h后,初始pH值为3和未调节pH值废水的CODCr降解率分别达到57.5%和34.2%,色度去除率分别达到83%和89%;通过GC-MS检测分析可知二级出水中含35种有机污染物,经过硫酸根自由基氧化降解后废水中苯类物质得到了一定的降解,相对含量有一定的变化,但种类基本没变。

硫酸根自由基处理水中甲基橙的初步研究

研究了甲基橙在S2O82-+UV体系中的降解情况,在pH=1,反应8 m in时,5μmol/L的甲基橙色度去除率达100%,2 h时,TOC去除率为9.5%;同时用紫外光谱、HPLC对降解过程进行了分析.结果表明,S2O82-+UV体系中起主要作用的是SO4-.,SO4-.可由S2O82-和紫外线或Ag+作用生成,具有极强的氧化能力,电极电位为E0SO4-./SO42-≥3.4V(vs SCE),它可有效破坏复杂有机物的结构,也具有一定的聚合引发作用,但其活泼性不如.OH.

利用硫酸根自由基处理剩余污泥

利用K2S2O8热活化产生具有强氧化性的硫酸根自由基破解剩余污泥,与单独加热相比,考察了处理前后污泥性质的变化。实验结果表明,随着反应时间的增加,污泥分解率呈线性上升趋势,升高温度可提高K2S2O8热活化的效率,增加污泥的破解率。当反应温度90℃、加热时间90min、每克悬浮固体(SS)中K2S2O8投加量为0.5g时,污泥分解率达16.9%;微生物胞外聚合物(EPS)被分解、胞内物质释放到液相中,使污泥上清液中SCOD由单独加热时的435mg/L增至719mg/L;融胞释放的TN、TP质量浓度比单独加热处理分别增加了46%和60%;在高温及氧化剂的作用下,部分有机氮被转化成NH4+-N,使污泥上清液中的NH4+-N质量浓度由15.0mg/L增至27.8mg/L。

硫酸根自由基处理含酚废水的研究

通过加热和过渡金属离子(Fe2+)活化过硫酸钾2种方法,分解过硫酸钾产生硫酸根自由基处理苯酚废水。结果表明,在加热条件下,当温度100℃、K2S2O8投加量为m(K2S2O8)∶m(苯酚)=0.50、加热时间3h,苯酚和COD去除率分别达50%和45%。在30℃以下时苯酚基本无降解。Fe2+在常温下即可分解过硫酸盐产生.SO4-;加热和Fe2+协同作用能进一步提高处理效果。在100℃时,与单独加热活化相比,苯酚及COD去除率分别增加了11%和8%。在整个反应体系中,pH对苯酚降解率影响较大,实验证明在酸性条件下过硫酸钾能产生更多的硫酸根自由基,达到更好的去除效果。

非均相硫酸根自由基深度处理焦化尾水研究

采用固体催化剂激活过硫酸盐深度处理焦化尾水,研究了不同活化剂的活化性能,对比不同COD:ρ(Na_2S_2O_8)下COD的降解曲线,并进行化学反应动力学分析;通过气相色谱-质谱联用仪,分析焦化尾水中的难生物降解有机质的降解途径。结果表明,零价铁为最佳活化剂。降解过程优化的COD:ρ(Na_2S_2O_8)为1:6,此时COD降解率达到73%;色度降低至17倍,并对氰化物和硫氰化物具有优先攻击的选择性。硫酸根自由基(SO4·-)可破坏焦化尾水的生色团,有机物发生较大变化,苯酚被氧化为间甲酚、甲基苯酚等,喹啉、吲哚及其衍生物可被开环降解,但结构更加稳定的咔唑难以被氧化,反应产物具有絮凝作用,可进一步提高氧化反应出水水质。

硫酸根自由基降解氟喹诺酮抗生素动力学模型构建

针对水环境中广泛残留的氟喹诺酮类抗生素污染问题,采用热激活过硫酸盐方式降解3种典型氟喹诺酮抗生素(环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星),考察其在不同pH下的降解情况,构建相关自由基动力学氧化模型,并将数学模型与实验数据相耦合计算体系中特征自由基的浓度及目标物拟二级动力学反应常数。研究结果表明:建立的模型能够较好地描述氟喹诺酮微观反应动力学,反应体系中·SO_4^-及·HO浓度受pH影响较大,环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星与·SO_4^-反应的二级动力学常数分别为6.96×107±2.31,2.52×10~7±4.47和8.55×10~7±1.98L/(mol·s)。

基于硫酸根自由基的活化过硫酸盐新型高级氧化技术研究新进展

基于硫酸根自由基的活化过硫酸盐高级氧化技术近年来受到了广泛的关注,硫酸根自由基有较强的氧化能力并且对难降解有机物具有优异的处理效果。主要对现有过硫酸盐活化技术如热活化、UV活化、金属活化的研究进展进行了阐述,并介绍了新型活化技术如电化学活化、超声活化和碳纳米管活化的最新研究成果。目前,活化过硫酸盐技术仍存在活化效率不高、目标污染物矿化程度较低等问题,同时,由于实际水体的背景有机物较为复杂,氧化过程有可能会生成有害的消毒副产物。

基于硫酸根自由基的高级氧化技术原位再生活性炭

以吸附处理染料生化废水的饱和活性炭为研究对象,采用活化过硫酸氢钾(PMS)和过硫酸钠(SPS)的方法再生活性炭.分别考察了活化方式、氧化剂用量、pH值、再生时间、温度对再生活性炭吸附效果的影响,以再生前后活性炭吸附对废水COD,TOC和UV254值降低率的比值来计算再生效率.结果表明,热活化与其他活化方法相比,再生效果更好;当氧化剂质量分数为100%、活化温度为100℃、再生时间为60min时,活性炭经活化PMS和SPS再生后的再生效率(以COD值降低率计算)分别为53.90%和55.98%.表面基团测定、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)分析表明,再生活性炭与原活性炭性质相近,恢复程度较高,与吸附试验结果对应.

基于硫酸根自由基氧化深度处理焦化尾水的研究

以焦化尾水为处理对象,用Fe^2＋活化S2O8^2-产生的强氧化性硫酸根自由基对其进行处理,探讨了初始p H,Fe^2＋和S2O8^2-投加量对焦化尾水脱色率和COD去除率的影响,并在此基础上进行了正交实验。结果表明：各因素对焦化尾水脱色率和COD去除率影响大小的顺序为n（Fe^2＋）/n（S2O8^2-）〉p H〉c（S2O8^2-）;相应的优化条件：p H=3.0,c（S2O8^2-）=28 mmol/L,n（Fe^2＋）/n（S2O8^2-）=0.45。在此优化条件下,处理COD为145-172 mg/L的焦化尾水,常温下反应120 min时,脱色率和COD去除率分别可达89.4%、68.5%。UV-vis分析表明,尾水中的芳香族化合物、多环芳烃等难降解有机物结构易于被破坏,但难以进一步矿化。

亚硝酸盐存在下4-氯酚在硫酸根自由基高级氧化工艺中的转化及硝基氯酚的生成

硫酸根自由基(SO4·-)高级氧化工艺(SR-AOPs)被广泛应用于土壤和地下水污染修复,然而其使用过程中生成的有毒有害副产物尚未引起重视.本研究以热活化过硫酸盐(PS)为反应体系,考察亚硝酸盐(NO-2)对4-氯酚(4CP)转化和产物生成的影响.色谱-质谱联用分析表明,SO4·-可介导亚硝态氮掺入4CP分子结构,生成4-氯-2-硝基酚(4C2NP).4C2NP的生成是4CP酚氧自由基(ClPhO·)与二氧化氮自由基(NO2·)相互耦合的结果.在50μmol·L-14CP、2 mmol·L-1 PS、溶液pH 7.0、加热温度50℃、NO-2浓度50—400μmol·L-1条件下,4C2NP产率介于57.9%—91.8%之间.在中性pH条件下,4C2NP在热活化PS体系中可发生进一步转化.增加NO-2浓度稍微抑制了4CP的转化,却显著提高了4C2NP的产率.Suwannee河富里酸(SRFA)的存在缓减了4CP的转化,但4CP转化生成4C2NP仍然是其消亡的主要途径.结果说明,在NO-2存在下,采用SR-AOPs处理氯酚可生成具有"三致"效应的硝基氯酚,必须引起足够重视.

利用硫酸根自由基去除水中双酚A污染的研究综述

硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))为主导的高级氧化法由于能够高效降解水中难降解污染物,近年来引起了许多研究人员的关注。双酚A是一种应用较多的化工原料,具有干扰生物体内分泌的特性。对硫酸根自由基氧化双酚A过程中的催化激活方法、反应条件、处理效果及氧化机理进行了研究综述。指出了目前该方法存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。

硫酸根自由基高级氧化技术处理苯胺废水的试验研究

苯胺废水是工业生产中一类难生物降解的有机废水,通常采用高级氧化工艺进行预处理。本文在实验室中,考察过硫酸钾投加量、Fe SO4投加量、溶液pH、温度对苯胺去除率、溶液COD去除率、TOC去除率的影响,分析该工艺的处理效果和特点,探讨较佳去除率下的反应条件。试验结果表明,在20℃的反应条件下,对于初始浓度为10μg·m L-1的苯胺废水,随过硫酸钾和硫酸亚铁投加量的增加,溶液中苯胺、COD、TOC的去除率均有所上升,当m(K_2S_2O_4)∶m(苯胺)=1.4,n(K_2S_2O_4)∶n(Fe^(2+))=1∶1时,最大去除率分别为48.4%、58.6%和24.3%。提高反应温度,硫酸根自由基氧化法的去除效果提高,反应温度提升至40℃,3种指标的去除率分别提升至59.0%、85.63%和41.89%。改变反应pH,去除率变化不明显。溶液pH对去除率的影响浮动在10%以内,pH的适应范围较广。

基于硫酸根自由基的高级氧化技术及其在环境治理中的应用

基于硫酸根自由基(SO_4^(-·))的高级氧化技术因其快速高效、适用范围广等特点,在环境修复领域具有广阔的应用潜能.过硫酸盐(PS,S2O2-8)在热、光、过渡金属、碱性条件及活性炭、电化学、络合剂等新型活化条件下,能够产生强氧化性的SO_4^(-·)用于处理多种难降解有机污染物.本文综述了PS活化的不同方式及其影响因素,结合已有研究参数,总结了PS的作用机理;阐述了基于SO_4^(-·)的高级氧化技术在环境领域中的应用,并对未来应用前景及研究方向进行了展望.

硫酸根自由基处理邻苯二甲酸酯类废水

采用紫外辐射和零价铁2种高级氧化技术,活化Na2S2O8产生.SO4-,对含邻苯二甲酸酯类废水进行处理。以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为目标污染物,考查了Na2S2O8投加量、Fe0投加量以及反应时间等因素对DMP和COD去除率的影响。结果表明,单独紫外辐射时,过硫酸钠投加量较低时DMP去除率增长缓慢。m(Na2S2O8)∶m(DMP)=0.7,紫外辐射3h后,DMP去除率在57%左右。加入催化剂零价铁后,提高了过硫酸钠的活化效率,缩短了反应时间。m(Na2S2O8)∶m(DMP)=0.5,Fe0投加量0.15g/L,紫外辐射2.5h后,反应体系中的DMP和COD去除率分别达65%和51%。此外,Fe0在室温下就可以活化过硫酸钠产生.SO4-,单独Fe0活化Na2S2O8,3.5h后DMP和COD去除率分别为50%和38%。在紫外辐射中加入Fe0能加快Na2S2O8的活化速率,增加.SO4-的生成量,进一步提高对废水的处理效果。

硫酸根自由基对活性炭吸附刚果红的影响

本研究通过研究硫酸根自由基(SO4-⋅)对活性炭吸附性能的影响来探究SO4-⋅活化再生活性炭的可行性.结果证实,当刚果红溶液浓度为100mg/L,活性炭加入量为1.25g/L时,活性炭对刚果红的吸附量为62mg/g.体系pH值、KH2PO4和K2HPO4对活性炭吸附刚果红效果影响较小.当体系中过硫酸钠加入量为刚果红浓度的12倍时,过硫酸钠联合活性炭对刚果红去除率仅比活性炭单独吸附的对照处理提高5%;然而,在水浴锅加热条件下,70℃热活化过硫酸钠在30~120min对刚果红的去除率可达94%~99%;70℃热活化过硫酸钠联合活性炭处理在对应时间段对刚果红的去除率为91%~94%,紫外光活化过硫酸钠联合活性炭处理在对应时间段对刚果红的去除率仅为86%~90%.由此可知,热活化和紫外光活化过硫酸盐产生SO4^-⋅对活性炭的吸附性能影响较小,基于硫酸根自由基的高级氧化技术再生活性碳的可能性不大.

硫酸根自由基高级氧化技术对污染场地多环芳烃的修复效果研究

硫酸根自由基高级氧化技术(sulfate radical(SO_4^(·–))based advanced oxidation processes,SR-AOPs)是一种被广泛应用于降解土壤有机污染物的原位氧化修复技术。然而,关于SR-AOPs降解土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的报道相对较少。本研究以南京某炼钢厂附近土壤作为试验样本,通过设置不同比例混合体系的过硫酸钠(Na_2S_2O_8)和亚铁离子(Fe^(2+))以及反应不同时间,探究SR-AOPs对土壤中16种PAHs的修复效果以及最佳技术方案。结果表明:Na_2S_2O_8和Fe^(2+)的配比会显著影响土壤PAHs的降解效果,当两者比例达到10︰1时,即Na_2S_2O_8用量为5 mmol/g,Fe^(2+)用量为0.5 mmol/g,反应时间为24 h时,PAHs总降解率最高,可达到29.32%;不同环数的PAHs决定了SR-AOPs的降解效果,其中SR-AOPs对四环PAHs降解效率最高,总降解率达到37.32%;此外,降解效率随反应时间增加而增加,在24 h达到效果最佳。因此,本研究结果可为SR-AOPs修复土壤PAHs提供理论依据。