微波诱导催化氧化废水处理研究进展

微波诱导催化氧化工艺是处理高浓度,难降解废水的一种有效方法。本文总结了该新技术的反应机理"热点效应","非热点效应"和"偶极子转动理论",介绍了该技术在废水处理领域的研究现状,探讨了微波在废水处理过程中存在问题,并展望了新技术应用前景。

微波诱导氧化水处理工艺中催化剂的制备及其应用

微波诱导氧化工艺(Microwave Induced Oxidation process，简称MIOP)是一种新型物理化学水处理工艺。该工艺具有对难降解有机污染物氧化彻底、处理速度快、设备简单、操作方便等优点，具有广阔的应用前景。MIOP催化剂的制备是该处理工艺的技术关键。

微波诱导Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂催化氧化处理水中苯酚

以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍焙烧法制备了Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂,并将其应用于微波诱导催化氧化处理模拟含酚废水.X射线衍射和X射线荧光光谱测试结果表明,活性组分氧化铁在催化剂中以α-Fe_2O_3的形式存在,其含量为3.71%.与载体氧化铝相比,Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂的比表面积和平均孔径及平均孔容略有降低.对于100mg/L的模拟含酚废水,最佳的处理工艺条件为微波辐照功率400W,辐照时间5min,催化剂加入量60g/L,H_2O_2浓度600mg/L,体系pH>4.在此工艺条件下,水中苯酚的去除率达97.98%.催化剂连续使用20次后苯酚去除率仍达96.34%.表观反应动力学研究表明,在氧化铁催化剂存在的条件下,微波诱导H2O2产生氧化性极强的羟基自由基,整个反应过程可分为微波诱导阶段和催化氧化阶段,两个阶段的氧化过程均符合一级反应动力学规律.

微波诱导Fe_2O_3/H_2O_2体系催化氧化污泥中的酚类有机物

以硅藻土为载体,Fe2O3为催化剂,H2O2为氧化剂,在功率为380 W的微波辐照下,催化剂产生激发电子诱导H2O2产生大量的羟基自由基,对水化污泥进行催化氧化处理,使得其中的酚类有机物被迅速氧化分解,去除率达90%以上.而无微波辐照的情况,对酚类物质的降解率低于10%.同时,从表观动力学的角度对微波诱导和催化氧化两个阶段的反应速率进行了分析阐述,表明催化氧化阶段的反应速率高于前期微波诱导阶段的反应速率,即在微波诱导后,氧化反应速率迅速提高.

微波诱导活性炭纤维催化氧化实现污泥减量的研究

采用SBR装置,对应用微波诱导活性炭纤维催化氧化实现污泥减量进行了研究。结果表明,在微波功率为800W,微波辐照时间为50s,每克SS加入0.19g活性炭纤维条件下,微波诱导活性炭纤维催化氧化污泥的分解率明显高于单独微波消解处理。将微波诱导处理后的污泥返回到处理系统中,随着被微波诱导处理的污泥占反应器内污泥的比例(污泥处理比例)的增大,污泥表观产率系数随之减小,污泥减量也越明显;污泥处理比例为5%(体积分数,下同)、10%、15%时,与对照系统相比,处理系统污泥减量分别为24.3%、43.6%、62.2%;随着污泥处理比例的增大,处理系统出水溶解性COD(SCOD)呈升高趋势,但系统仍能保持其生物处理能力,SCOD去除率在85%以上。处理系统和对照系统的氨氮降解速率常数及污泥耗氧速率相差不大,处理系统的硝化能力及污泥活性基本没有受到微波诱导催化氧化作用的影响。

微波诱导催化氧化-无极紫外光催化氧化联用技术处理印色废水X-3B

本实验将微波诱导催化氧化-光催化氧化联用技术用于染料废水的降解,考察了反应过程中染料脱色率、TOC去除率、pH值以及反应前后高效液相色谱图谱的变化情况。实验表明,该联用技术可以用来处理1g/L的染料活性艳红X-3B溶液,吸咐1.5hr,处理9分钟时,效率比微波诱导催化氧化技术提高17%。

微波诱导氧化法处理染料废水工艺技术研究

文章以雅格素蓝BF-BR资料为处理对象,研究在负载亚铁改性活性炭存在条件下利用微波诱导氧化工艺(MIOP)处理染料雅格素蓝BF-BR模拟废水的可行性,考查并优化了处理工艺条件,研究探讨了MIOP反应机理及雅格素蓝BF-BR的脱色反应动力学。

微波诱导催化氧化法降解溴氨酸水溶液影响因素研究

采用微波诱导催化氧化工艺对溴氨酸水溶液的降解进行了初步研究,考察了H2O2投加量、溴氨酸水溶液初始浓度、催化剂投加量、微波辐照功率及微波辐照时间等因素对溴氨酸降解效果的影响.实验结果表明:加入9 g改性氧化铝催化剂于100 mL浓度为400 mg/L溴氨酸水溶液中,在微波功率为640 W,辐照时间为1 min,H2O2用量为4 mL的条件下,溴氨酸水溶液的脱色率达92.3%,CODCr去除率达87.7%.

微波诱导催化氧化六方软锰矿降解四环素

体系研究了六方软锰矿(ε-MnO2型锰矿物)在微波作用下去除四环素的效果及其影响因素,并结合X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见分光光谱(UV-vis)等技术,深入探讨了该反应体系的作用机理。结果表明:六方软锰矿是一种优良的微波催化剂,在功率400 W和溶液pH=1的条件下,微波辅助0.2000 g六方软锰矿催化降解50 mL浓度为50 mg/L的四环素溶液30 min,去除效率可达到96.96%;体系的作用机理是,微波诱导氧化六方软锰矿,产生的高价态锰离子可将四环素氧化分解成小分子物质,然后自身又被还原成为低价态离子,由此形成一个持续的氧化-还原过程,从而起到催化作用。

微波诱导催化氧化降解活性艳红的研究

文中采用微波诱导氧化工艺对活性艳红水溶液的降解进行了初步研究。实验分别考察了活性艳红水溶液不同初始浓度、催化剂投加量、H2O2投加量、微波辐照时间和pH等因素对活性艳红降解效果的影响。结果表明:取100mL浓度为300mg/L活性艳红水溶液加入12g改性氧化铝催化剂,辐照时间1.5min,H2O2用量为4mL,pH为6.0的条件下,活性艳红水溶液的褪色率达98.2%,CODCr去除率达84.5%。微波降解活性艳红具有降解速率快、成本低、没有中间产物生成和不会造成二次污染等优点,适合于大规模治理染料废水。

微波诱导SiC改性Co-Ce/Al_(2)O_(3)催化剂催化氧化甲苯性能的研究

采用共沉淀法制备SiC改性5%Co-2.5%Ce/Al_(2)O_(3)催化剂,研究了不同SiC负载量改性催化剂的吸波升温性能和催化氧化甲苯性能。结果表明,随着SiC负载量的增加,催化剂吸波升温性能逐渐增强。SiC最佳负载量为5%时,催化剂催化氧化甲苯性能最佳,催化剂具有较大的比表面积和适宜的微孔结构。甲苯催化氧化活性评价结果表明,5%Co-2.5%Ce/5%SiC-Al_(2)O_(3)催化剂对不同甲苯浓度具有较强适应性,对中低浓度的甲苯降解效果显著。空速低于15 000 h^(-1)时催化剂能发挥高效催化作用,微波功率在120~385 W有利于甲苯的催化氧化。

微波诱导Fe3O4/AC催化氧化降解邻苯二甲酸二甲酯

为了有效地提高活性炭在微波场中的催化活性和分离性,采用化学共沉淀法制备了磁性四氧化三铁/活性炭(Fe3O4/AC)催化剂,并结合微波辐射技术用于催化氧化降解水中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)。利用BET、扫描电镜/能谱(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等手段对催化剂的微观结构、形貌和磁性能进行了表征。研究了不同反应体系对DMP的降解率及反应动力学的影响,探讨了催化剂用量、微波辐射功率和溶液初始pH等因素对微波诱导Fe3O4/AC催化氧化降解DMP的影响,考察了催化剂的重复使用性能。结果表明,所制备的铁氧化物主要以Fe3O4为主,并已成功负载于活性炭上。Fe3O4/AC具有超顺磁性,饱和磁化强度为21.2emu/g,可通过外加磁场作用快速地从溶液中分离出来。微波诱导催化反应体系对DMP的降解率大于单独吸附或单纯微波辐射反应体系,且反应速率均符合一级反应动力学。催化剂用量越多,降解率越高;微波辐射功率的增加可以提高降解效率;溶液初始p H对DMP的降解率影响非常显著,随着pH的增大,降解率明显提高。Fe3O4/AC具备良好的催化活性及稳定性,循环使用5次后DMP的降解率仍保持在83.5%。通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析,推断DMP在微波诱导Fe3O4/AC催化体系中的降解主要包括水解、异构化、羟基化、甲酸甲酯基的脱落和苯环三取代及苯环开环等5个途径。

CeO_2改性微波诱导催化剂CuO/γ-Al_2O_3催化氧化处理偶氮染料废水

采用浸渍焙烧法制备了掺杂有CeO2改性的CuO/γ-A l2O3催化剂,在常温常压下采用微波诱导氧化技术,将废水中有机污染物氧化分解。以甲基橙模拟偶氮染料废水为目标降解物,考察了该催化剂在微波诱导氧化工艺(M IOP)中的催化活性。在微波功率为720W的条件下对于25mg.L-1的甲基橙模拟废水,催化剂投加量为10g.L-1,处理2m in后,脱色率可达95.4%,说明该催化剂有较高的催化活性。

微波催化氧化处理含酚废水工艺优化

以AFC-1为催化剂、H_(2)O_(2)为氧化剂,采用微波催化氧化处理模拟含酚废水,考察了H_(2)O_(2)浓度、催化剂AFC-1加量、反应时间、pH值、微波功率、初始苯酚浓度、催化剂AFC-1重复使用次数等对苯酚去除率的影响。结果表明,在H_(2)O_(2)浓度为3000 mg·L^(-1)、催化剂AFC-1加量为3500 mg·L^(-1)、反应时间为15 min、pH值为7、微波功率为500 W的最佳条件下,对初始苯酚浓度为200 mg·L^(-1)的模拟含酚废水进行微波催化氧化处理,苯酚去除率达到95%以上,处理效果较好;催化剂AFC-1重复使用5次后,苯酚去除率仍可达90%以上,催化剂AFC-1具有较长的使用寿命。

微波诱导催化氧化核苷酸生产废水研究

[目的]探讨微波诱导催化氧化核苷酸废水的最佳条件。[方法]采用微波诱导催化氧化技术预处理核苷酸废水,考察了微波功率、微波时间、氧化剂用量及pH等因素对废水COD去除率及B/C比的影响,通过正交试验分析最佳的试验条件。[结果]各因素对废水COD去除率的影响大小顺序为:复合氧化剂用量、微波功率、微波时间、pH。最佳试验条件为:进水pH=1.0,氧化剂投加量24 g/L,微波功率800 W,微波时间为3 min。在此条件下,核苷酸废水的COD去除率达78.2%,B/C比由0.005升至0.150,可生化性提高了30倍。[结论]该研究为核苷酸生产废水的处理提供了理论依据。

改性氧化铝微波诱导氧化处理雅格素蓝BFBR染料废水的研究

采用微波诱导氧化工艺(MIOP)技术,以改性氧化铝为催化剂,对雅格素蓝BF BR染料模拟废水进行氧化处理.优化了处理工艺条件,实验在固液质量比为1∶10(50mL雅格素蓝BF BR水溶液中投加5 0g改性氧化铝)、微波功率为400W的条件下微波辐照处理5min.在此工艺条件下,对水中雅格素蓝BF BR的脱色率可达到98%,COD去除率为87 4%.改性氧化铝在重复使用9次后仍能保持很高的脱色率.进一步研究表明在微波辐射场中废水中的有机污染物在改性氧化铝表面通过吸附 氧化协同作用而被迅速降解.反应动力学研究表明,该氧化过程符合一级反应动力学规律,反应速率常数k=0 995min-1,反应半衰期t1 2=0 697min.实验结果显示,在本实验中改性氧化铝比颗粒活性炭具有更高的催化活性.

微波诱导氧化法处理BF-BR染料废水

以亚铁改性活性炭为催化剂,采用微波诱导氧化工艺(MIOP)处理雅格素蓝(BF-BR)染料模拟废水,结果表明最佳工艺条件为:固液比1∶10(5.0g改性活性炭与50mLBF-BR溶液混合),微波功率500W,辐照时间5min,此时对BF-BR的脱色率可达99%,对COD的去除率为96 8%。动力学研究表明,该氧化过程符合一级反应动力学规律,其动力学方程为:lnC=0.7345t+lnC0(r=0.991),反应速率常数=0.7345/min,半衰期为0 95min。此外,微波诱导氧化对BF-BR的处理效果优于活性炭吸附和单纯的微波加热,这是活性炭吸附和微波诱导氧化协同作用的结果。

改性凹土微波诱导氧化处理染料废水的实验研究

采用微波诱导氧化工艺(MIOP)技术,以自制改性凹凸棒石粘土为催化剂,对雅格素蓝BF BR150%染料模拟废水进行了有效的处理。实验采用自制改性凹凸棒石粘土10g与50mL雅格素蓝BF BR150%水溶液(固液比为1∶5)混合,微波功率500W辐照处理5min。在此工艺下,废水中雅格素蓝BF BR150%的脱色率达到83. 12%。进一步研究表明,在微波辐射场中废水中的有机污染物在凹凸棒石表面通过吸附氧化协同作用而被降解。动力学研究表明,该氧化过程符合一级反应动力学规律,其表观反应动力学方程为: -lnC= 0. 1186t-4. 6356,r= 0. 9716,反应速率常数k=1. 186×10-1 min-1,半衰期t =5. 84min。

微波诱导氧化处理直接蓝染料废水的研究

采用微波诱导氧化工艺(MIOP)处理直接蓝染料废水,用实验方法分别考察了活性炭种类、活性炭用量、微波辐射时间、微波功率、H2O2用量和pH值等因素对处理效果的影响.结果表明,5 g活性炭与50 mL直接蓝废水混合(固液比为1∶10),在微波功率为480 W,辐射时间6 min,H2O2用量2.0 mL,pH=3的条件下,对废水COD的去除率达到97.4%.动力学研究表明,该氧化过程符合一级动力学规律,反应速率常数K=0.088 min-1,反应半衰期t1/2=7.88 min.MIOP有望在废水处理中得到广泛应用.

Fe_2O_3/膨润土微波诱导氧化处理染料废水

以膨润土为载体,采用直接沉淀法制备了Fe2O3/膨润土负载型催化剂。制备催化剂的最佳工艺条件:硝酸铁质量浓度为8.08g/L,硝酸铁与膨润土质量比为1.0,焙烧温度为350℃,焙烧时间为3h。用Fe2O3/膨润土负载型催化剂微波诱导氧化处理50mL质量浓度为50mg/L的模拟活性嫩黄废水的最佳工艺条件:催化剂加入量为0.5g,微波功率为900W,微波作用时间为5min。在此条件下模拟活性嫩黄废水脱色率达96.40%。微波诱导氧化处理模拟活性嫩黄废水的反应符合一级反应动力学方程。