铁基催化剂强化臭氧氧化深度处理印染废水的中试研究

针对广西玉林某工业园区污水处理厂二级工艺处理后的印染废水,利用铁刨花原位改性制备的铁基催化剂进行催化臭氧氧化中试,考察催化臭氧氧化技术对印染废水COD和色度的处理效果。实验结果表明:在本研究所使用的催化臭氧氧化反应器和反应条件下,进水COD在40~60 mg·L^(-1)范围,色度在80~120度范围,pH在6~9的印染废水,经过该工艺的处理可使出水水质稳定达到《纺织染整行业回用水水质》(FZ/T 01107—2011)标准。当进水COD维持在40 mg·L^(-1)以下时,出水COD可降至30 mg·L^(-1)甚至20 mg·L^(-1)以下,出水水质满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类水标准。水力停留时间对处理效果的影响呈正态分布,建议值为60 min。铁基催化剂的活性组分和“微通道”结构,有利于臭氧与催化组分的结合以及羟基自由基的释放与作用,从而提高了臭氧利用率,使O_(3)/ΔCOD的值基本控制在2以下。

硝基苯类废水的预处理技术研究

Fe(OH)2对硝基苯具有强烈的还原作用,短时间内可把硝基苯还原为苯胺。催化铁屑法处理硝基苯类废水,除了包括铁屑法处理废水的各种反应外,还能使硝基苯在其表面直接还原,且反应在弱碱性条件下效果较好。m(Fe)∶m(Cu)为10∶1,pH为9.5,废水硝基苯进水质量浓度为250 mg/L,反应时间为30 min,硝基苯的去除率达100%。

催化铁内电解法预处理硝基苯废水

在传统的铁炭内电解反应器中加入铜,对硝基苯废水进行预处理,可以使废水中的硝基苯转化为苯胺,从而提高废水的可生化性。结果表明,在中性和弱碱性条件下,催化铁内电解法对硝基苯废水的处理效果明显优于铁屑内电解法。本文还研究了催化内电解法的影响因素。

Fe-Cu催化还原法处理硝基苯类化合物废水

以硝基苯、4-氯硝基苯、4-硝基苯酚与2-硝基苯酚为目标污染物,对比了铁单独处理和铁铜联合处理的效果,并研究了硝基苯与4-氯硝基苯、4-硝基苯酚、2-硝基苯酚双组分混合以及2-硝基苯酚与4-硝基苯酚双组分混合状态下,Fe-Cu催化还原体系降解各组分的效果和相互影响.结果表明:铜可以催化铁屑法对硝基苯的还原;无论是单一组分还是混合状态下,硝基苯类化合物的催化还原降解反应均符合准一级反应动力学;除2-硝基苯酚以外,其他硝基苯类化合物均是以混合状态存在时催化降解速率比其单独存在时的慢;在双组分混合溶液中,另一种化合物对硝基苯催化还原降解产生的抑制作用大小为:2-硝基苯酚>4-硝基苯酚>4-氯硝基苯.化合物的扩散速率越快,表面反应速率越慢时,它对混合溶液中其他共存硝基苯类化合物的催化还原反应速率抑制作用越大.

Fe-Cu微电池电解法预处理硝基苯废水

通过使用金属催化剂———铜 ,提高了铁屑法对硝基苯的处理效果 .硝基苯降解过程符合一级动力学规律 ,随着初始质量浓度的增大 ,硝基苯的降解速率常数减小 .铁铜质量比为 10∶1、废水原始pH条件下、进水质量浓度为2 5 0mg·L-1、反应时间为 1h ,硝基苯全部降解 ;同样条件下 ,进水质量浓度为 190 0mg·L-1,反应时间为 4 .5h ,硝基苯的降解率达到 10 0 % .

固定床反应器电合成乙醛酸的研究

以过饱和草酸水溶液为阴极液 ,盐酸为阳极液 ,在固定床电解槽中草酸电还原得到乙醛酸 .考察改变固定床的结构、电解温度及电流密度对生成乙醛酸电流效率和产率的影响 .结果表明 ,以铅粒作阴极 ,石墨板作阳极 ,电流密度 96 .3A·m- 2 ,阴极液空速 0 .5 0 5m·s- 1,电解温度 32℃时 ,在固定床双阳极室内反应 4 5min ,乙醛酸的电流效率仍达到 6 6 .2 % ,浓度 2 .0 2 %

零价铁体系预处理硝基苯废水机理的研究

研究了三种零价铁体系在不同pH值条件下对硝基苯废水处理的效果,评价了硝基苯在铜电极和石墨电极上的电还原特性,提出了催化铁内电解法和传统铁屑法处理硝基苯废水反应机理的区别,并归纳了不同pH值条件下硝基苯的主要还原途径。结果表明:酸性条件下,三者的处理效果相差不大;中性和碱性条件下,铁粉法的处理效果显著下降,而催化铁内电解法使传统铁屑法处理硝基苯废水的效率平均提高了20%左右。

催化铁内电解法处理硝基苯废水的机理与动力学研究

对催化铁内电解法处理硝基苯废水降解动力学特性进行了研究.结果表明,降解过程符合准一级动力学规律.进水浓度、pH值和反应温度强烈影响硝基苯的降解速率.在实验pH值范围内,反应速率常数依次为:强酸性＞弱碱性＞弱酸性＞中性;循环伏安扫描图显示了硝基苯可以在铜电极上直接得电子还原,该反应在强酸和弱碱性条件下效果较好.反应速率常数随进水浓度的增大而减小.提高反应温度可改善处理效果,在30～45℃范围内,提高温度对处理效果的改善并不显著;当温度升高到45℃以上时,升温可以显著改善处理效果.

催化铁内电解—悬浮填料CASS工艺处理化工废水

混合化工废水含有难降解和对生物有抑制性的有机物,NH3-N和TP浓度高、水质变化大,因此较难处理。作者采用催化铁内电解预处理以及悬浮填料强化生物处理的技术路线对原污水处理工艺进行了改造方案的中试研究。结果表明,改造后的工艺对CODCr、NH3-N和TP的去除效果显著,具有工艺流程简单、运行费用低等优点。

催化还原法处理硝基苯废水的技术经济分析

采用Fe-Cu催化还原法处理硝基苯废水，优化了Cu和Fe的投加比例，并对反应过程中溶液pH值的变化，铁离子质量浓度的变化，铁的耗量和铜的溶出量进行分析．结果表明：Cu和Fe的质量比在0．2左右较为适宜；初始pH值为3．0～10．0的硝基苯废水，经该工艺处理后其pH值基本稳定在8．1左右；铁的溶解消耗量随着溶液初始pH值的降低而增大，但在30mg·L^-1之内；铁的总消耗量随着溶液初始pH值的升高而增大，但在50mg·L^-1以内；铜基本不发生溶出．与用铁碳内电解法处理工艺相比，采用本工艺处理硝基苯废水具有运行管理方便、铁的消耗量少、费用低和效果好等优点．

催化铁内电解法预处理硝基苯废水的机理研究

研究了硝基苯溶液在石墨和铜电极上的电还原特性,并评价了催化铁内电解还原产物的紫外光谱和电还原特性。结果表明,硝基苯能在铜电极上直接发生得电子还原反应,此即催化铁内电解法反应机理的显著特点。本方法对硝基苯废水进行预处理,是各种化学作用和电化学作用的综合效应,因此,具有较高的处理效率。

Al-Cu双金属体系对活性艳红X-3B的脱色研究

以典型偶氮染料活性艳红X-3B为模型污染物,采用测定染料去除率、TOC去除率、苯胺生成量的方法及添加EDTA的对照试验,考察Al-Cu双金属体系对偶氮染料废水的脱色机理和脱色动力学.结果表明,在近中性条件下处理30 min后脱色率就可达到83%左右;处理120 min后脱色率高达96.4%,其中约为34%的色度去除是由于活性艳红X-3B被还原为苯胺,约为20%和30%的色度去除是由于铝离子混凝和铝刨花表面吸附.染料废水脱色是一个先大量吸附再进行内电解还原逐步降解的过程,铝离子的絮凝-吸附作用能有效促进色度的去除.脱色反应可视为表观一级反应,提高反应温度可以加快脱色速率.

阴极冷却反应器电合成乙醛酸

以过饱和草酸水深液为阴极液 ,盐酸溶液为阳极液 ,在阴极冷却电化学反应器内草酸电解合成乙醛酸 .考察了电极温度、电解液温度、电流密度和电极材料对合成乙醛酸的时空产率和电流效率的影响 .结果表明 ,阴极冷却反应器既节省能耗 ,又可使电解过程在较高草酸浓度下进行 ,提高电流效率和时空产率 .用石墨板做阳极 ,铅做阴极 ,电流密度为 4 0 9.4 6A·m-2 ,阴极液流速 μ=1 .0 8m·s-1,电解温度为 2 0℃左右时 ,电解 3 .70h ,可得到质量分数为 3 .52 %的乙醛酸溶液 ,平均时空产率为 0 .0 3

溶解氧对催化铁内电解法预处理混合废水的影响

采用内循环、微曝气和强曝气催化铁内电解法处理难降解混合废水,中试结果表明,在缺氧(DO<0.4mg/L)和微氧(DO≈1.2mg/L)条件下,混合废水经催化铁预处理后其BOD5/COD值从0.13和0.12分别提高到0.32和0.28,平均TP去除率分别达到29.3%和36.1%,而且出水铁离子浓度在15～30mg/L范围内,可有效提高后续活性污泥浓度,改善污泥稳定性、以及混合液分离效果。在好氧(DO>4.5mg/L)条件下,催化铁内电解法对混合废水可起到强化混凝作用,其对COD和TP的平均去除率高达37.5%和65.9%,但铁铜滤料消耗大,强度变差,而且出水铁离子浓度达100mg/L之多,对生物处理工艺产生不利影响。

铁内电解法处理硝基苯类废水的机理与展望

硝基苯类化合物是广泛应用的化工原料 ,目前它们已造成了严重的环境污染 ,并危及人体的健康。利用内电解法处理环境污染物的方法目前倍受青睐 ,本文介绍了内电解法处理硝基苯类废水的作用机理、硝基苯类化合物的转化途径 ,概述了内电解法去污的影响因素 ,探讨了其发展动向。

硝基苯在铜电极上的电还原特性研究

应用循环伏安法和线性扫描伏安法研究水溶液中硝基苯在铜电极上的电还原特性及其电还原为苯胺的中间步骤和反应机理.结果表明:铜电极上硝基苯的还原电位在-0.58V和-1.32V左右(vs.SCE),溶液的酸性和碱性均有益于该还原反应的发生;还原过程伴有反应物吸附现象,当硝基苯浓度较大时,还原过程受传质过程控制;随着厌氧程度的提高,还原速率加快.

阴极冷却固定床反应器电合成乙醛酸

以过饱和草酸水溶液为阴极液,盐酸溶液为阳极液,在阴极冷却固定床电化学反应器内草酸电解合成乙醛酸。考察了电流密度、电极和电解液温度、阴极材料对合成乙醛酸时空产率和电流效率的影响。结果表明,阴极冷却固定床反应器是一种较理想的反应器,用石墨板作阳极,铅作阴极,电流密度为400.5A/m2,阴极空速u0=0.505m/s,电解温度为20℃左右时,电解1.5h,在阴极可得到质量分数为5.45%的乙醛酸溶液,平均时空产率可达0.12kg/dm3·h以上。

EDTACo-MgAl层状双金属氢氧化物去除活性黑5

采用共沉淀法制备EDTACo-Mg Al层状双金属氢氧化物(EDTACo-MgAl-LDHs),通过X射线衍射仪(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)等对材料进行表征,并以活性黑5为模拟染料废水,研究了污染物浓度、pH、温度等因素对吸附效果的影响,初步探讨了其作为类Fenton催化剂的反应性能.结果表明:常温、中性条件下,其对活性黑5的最大平衡吸附量达到330 mg·g^(-1);随着污染物浓度的增大,EDTACo-MgAl-LDHs的吸附和催化H_2O_2氧化效果呈互补趋势,对于初始质量浓度在120~360 mg·L^(-1)范围内的活性黑5的总去除率均能达到90%以上.

复合二氧化氯的制备及其用于城市污水回用消毒

在酸性环境中通过NaCl电解协同NaClO2化学氧化方法制备的复合二氧化氯溶液中ClO2和自由氯浓度分别达到70%和20%左右,系统地研究了电流密度(A)、NaClO2与NaCl质量比(B)、电解时间(C)对复合溶液中组分浓度和质量百分数的影响,并将复合溶液用于城市污水二级处理出水的消毒。结果表明,复合溶液中自由氯的浓度主要受因素C和A的影响,ClO2的浓度主要受因素C和B的影响,而A对副产物ClO2-和ClO3-的影响最大。总大肠菌群数在105～108个.L-1的城市污水二级处理出水采用复合溶液消毒时,当其中ClO2投加量为4mg.L-1,自由氯含量不低于1.20mg.L-1,经30min接触后出水生物学指标满足GB/T 18920—2002的要求。既降低了消毒剂的使用量,又减少了消毒副产物ClO2-的生成。

Fe^0-Al^0/O_2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.