水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状

在对多相催化臭氧氧化水处理技术的除污染效能评述的基础上,针对多相催化臭氧氧化机理研究的难点问题进行了分析,其中对有机物吸附过程在多相催化臭氧氧化反应中的作用、可能存在的活性氧化物种等问题进行了重点讨论。此外还对该技术的应用前景和研究中所存在的问题进行了分析。

吸附在多相催化臭氧氧化降解有机物中的作用

采用连续流和半连续流的运行方式,通过考察在催化剂表面的吸附能力有差异的两种有机污染物———硝基苯与水合三氯乙醛的催化臭氧氧化降解效能,对多相催化臭氧氧化工艺中催化剂的吸附作用进行了讨论。试验结果表明,在多相催化臭氧氧化系统中,对有机物的催化臭氧氧化效能并非是臭氧氧化和催化剂吸附作用的简单叠加,有机物吸附到催化剂表面后会继续被催化氧化分解。催化剂对有机污染物的吸附作用并不是其发挥高效催化能力的必要条件。臭氧在催化剂表面的吸附、分解是催化臭氧氧化系统发挥其效能的关键,所生成活性物质的氧化能力决定了体系对有机物降解效率的高低。

MnO_x/GAC多相催化臭氧氧化降解有机物机理探讨

通过考察羟基自由基抑制剂——叔丁醇对MnOx/GAC多相催化臭氧氧化过程的影响,探讨了其对有机物的降解是否遵循羟基自由基反应机理。试验结果表明,叔丁醇的存在并未降低MnOx/GAC多相催化臭氧氧化对硝基苯的降解效率,由此可推断羟基自由基并非是MnOx/GAC多相催化臭氧氧化反应中的主导活性氧化物种。此外,MnOx/GAC多相催化臭氧氧化降解硝基苯的效果也未受重碳酸盐的影响。因此,MnOx/GAC多相催化臭氧氧化工艺可能比遵循羟基自由基反应机理的其他高级氧化法具有更广泛的适用性。

臭氧多相催化氧化技术处理水中多环芳烃的进展

介绍了多环芳烃(PAHs)的处理技术和臭氧多相催化氧化技术的研究现状,着重分析了臭氧多相催化氧化技术处理多环芳烃的可行性,简要提出了相关的反应机理。臭氧多相催化氧化技术去除水中的多环芳烃时,很好地解决了吸附剂的再生问题、可能造成的二次污染问题和化学法所面临的PAHs扩散速率慢的问题,具有其他工艺所不能比拟的优势,是很有研究价值的课题。

臭氧多相催化氧化预处理石油炼制污水

采用湿混捏法制备了Mn负载型中孔活性炭催化剂,并对催化剂试样进行N2吸附-脱附、TG和XRD表征,研究了臭氧多相催化氧化预处理石油炼制污水及其氧化机理。表征结果显示,催化剂制备过程中加入的Mn(NO3)2既生成了催化活性中心MnOx,又提高了催化剂的中孔率。污水预处理实验结果表明,添加5份Mn(质量份数)制备的Mn负载型中孔活性炭催化剂催化臭氧预处理石油炼制污水的效果最好,在污水预处理100 min后,COD去除率达到56.90%,五日生化需氧量与COD的比值为0.32,满足后续生化处理工艺的进水要求;污水中加入叔丁醇后导致污水的COD去除率明显降低,验证了臭氧多相催化氧化体系产生了羟基自由基,具有高级氧化技术的特征。

多相催化臭氧氧化法处理印染废水的研究

采用浸渍法制备了活性炭负载铁锰氧化物的催化剂用于对印染废水的多相催化臭氧氧化处理,当铁锰质量比为1∶2时,催化剂处理效果最佳。多相催化臭氧氧化工艺的最佳运行参数为:处理时间60 min、臭氧通气量0.2 L/min、催化剂投加质量20 g、废水pH=5。经多相催化臭氧氧化处理后,印染废水的COD、氨氮、TP、色度去除率分别为81.7%、90.2%、97.6%、99.1%,去除效果较好。

多相催化臭氧氧化技术机理研究进展

多相催化臭氧氧化技术能够有效去除水中的微量有机物。尽管有越来越多的研究致力于多相催化臭氧氧化技术领域,以及各种新的催化剂的引入,但对于多相催化臭氧氧化技术机理尚不清楚。因此,本文针对多相催化臭氧氧化技术中常用的负载型金属、负载型金属氧化物以及活性炭三类催化剂的反应机理进行了探讨。此外还对机理研究中存在的问题进行了探讨。

多相催化臭氧氧化处理印染废水

针对印染废水高有机物、高色度、水质水量变化大的特点,研究开发处理效率高,适应性强的印染废水处理集成工艺,具有重要的现实意义。采用多相催化臭氧化工艺对印染废水进行试验研究。结果表明:采用浸渍法制备出的负载型铁锰氧化物催化剂FexOy+MnOx/AC较单组分催化剂具有更好的活性及稳定性;经多相催化臭氧氧化处理后,印染废水COD、氨氮、总磷、色度去除率分别为81.7%、90.2%、93.4%、99.1%,达到较好的去除效果。

O_(3)/UV多相催化氧化法处理UDMH废水的研究

含偏二甲肼(UDMH)的废水在臭氧氧化过程中会显著生成高毒性且难降解的次级氧化产物亚硝基二甲胺(NDMA),采用臭氧/紫外(O_(3)/UV)联用技术仍不能有效抑制NDMA的生成和彻底氧化NDMA.我们以Fe_(2)O_(3)/γ-Al_(2)O_(3)为催化剂,采用多相催化氧化-O_(3)/UV联用技术对含UDMH的废水进行了氧化处理,详细对比了有无催化剂时UDMH的降解效率以及次级氧化产物NDMA生成、氧化消除的规律,结果表明,多相催化技术与O_(3)/UV联用能够显著提高对废水中UDMH的氧化分解效率,且能有效地抑制NDMA的生成和促进NDMA的氧化消除.通过反应参数的优化,确定了最佳的反应条件.在此基础上,对UDMH和NDMA的氧化降解反应动力学进行了对比研究,结果显示,多相催化技术有效提升了NDMA在O_(3)/UV中的氧化降解效率,使得反应所产生的NDMA可以及时分解.我们还对稳定性进行了研究,催化剂经8次循环仍保持较高的催化活性和稳定性.我们的研究结果表明多相催化-O_(3)/UV联用技术对含UDMH废水处理有优良的适用性,综合效能优于现用的O_(3)/UV处理技术.

比较三种催化剂催化臭氧氧化法去除水中DBP

DBP(邻苯二甲酸二丁酯)是一种难以自然降解的内分泌干扰物,广泛分布在环境中对生物和人体造成了危害。通过研究三种不同的催化剂(Fe/MCM-41,Fe/SBA-15,Fe/AC)对催化臭氧氧化法去除水中DBP效果的影响,选择出了去除效果最理想的催化剂Fe/AC,并选用Fe/AC研究了催化剂投加量不同对臭氧催化活性影响。结果表明随着催化剂投加量的增加,其吸附效果加强并逐渐掩盖了催化效果,吸附性也会逐渐达到饱和,高剂量投加催化剂不仅导致溶液浑浊,还会造成经济浪费,实际应用中并不可取。

多相催化臭氧氧化技术处理染料废水生化出水

采用多相催化臭氧氧化技术对某染料废水一级好氧生化出水进行系统实验研究,考察该技术对废水COD、色度的去除能力,并探讨其提高废水可生化性的能力。结果表明:在最佳操作条件下,即臭氧投加量200 mg·L^(-1),接触时间20min时,COD平均从647 mg·L^(-1)降低到440 mg·L^(-1),臭氧化指数约等于1;进水色度2 000倍左右,色度去除率达95%以上;SOUR值平均提高至原水的4倍;毒性由65%左右降低至0%;GC-MS结果显示废水中苯胺类、挥发酚类和硝基苯类等有毒污染物几乎全部被去除。另外,对实验所用的自制催化剂(连续使用90 d)进行ICP、BET、SEM、EDS分析,其有效成分锰、铈基本无损耗,催化剂性能稳定。研究表明在废水处理一级生化阶段后增加多相催化臭氧技术,不仅能够进一步去除COD,还可以明显提高二级好氧生化脱氮能力,对于污水处理的升级改造具有重要意义。

Mn-MCM-41介孔分子筛的制备、表征及催化性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氨水为碱性介质,硝酸锰[Mn(NO_3)_2]为锰源,通过水热合成法制备了Mn-MCM-41介孔分子筛,分别按照同步和异步合成方法合成了硅锰摩尔比为100和50的样品。利用X射线衍射(XRD)、N_2吸附脱附、傅里叶红外(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对分子筛进行了表征。研究结果表明,随着介孔分子筛载锰量的增加,孔道有序性变差,比表面积和孔道容量减小;同步和异步合成方法对Mn-MCM-41的孔道结构也有影响。以合成的Mn-MCM-41为催化剂,考察不同pH条件下其催化臭氧氧化硝基苯的结果发现,硝基苯降解率及臭氧分解速率均远高于无催化剂时的状态,且随pH呈现规律性变化。

生活污水脱氮处理新型技术的研究与开发

负载型多相催化剂催化臭氧氧化技术作为一种新型脱氮处理工艺,具有处理效果好、操作控制简单、运行费用低的优点。本文阐述了负载型多相催化剂催化臭氧氧化技术在生活污水脱氮处理中的技术原理与技术关键。

焦化废水处理工程实例分析

焦化废水属于典型的高氨氮难降解有毒有害工业废水,其对传统生物处理工艺和深度处理工艺都提出了很高的挑战。以某焦化废水处理站为实例,介绍了焦化废水的水质特点、工艺流程、构筑物参数和设备选型,分析了运行效果、出水水质以及运营成本。工程实际运行效果表明,采用预处理-两级A/O-磁混凝沉淀-多相催化臭氧氧化的工艺路线对焦化废水进行处理,废水COD、氨氮和总氮的去除率分别为98.4%、98.6%和88.5%,出水的COD≤80 mg/L,氨氮≤10 mg/L,总氮≤20 mg/L,达到或优于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)的新建企业直接排放标准。磁混凝沉淀+多相催化臭氧氧化的深度处理组合工艺有效提高了生化出水中难降解有机物的去除效果,对同行业的废水处理具有一定的参考价值。

移动式印染废水快速启动处理装置

结合工程实例,本文介绍采用内点解—絮凝沉淀—多项催化臭氧氧化—在线再生活性炭吸附工艺对印染废水进行处理。运行结果表明,本工艺移动性强,启动快速、处理效果好,出水水质符合《辽宁省污水综合排放标准》(DB21/1627-2008)中的排入收集官网标准。