响应面法优化污泥炭催化湿式过氧化氢氧化降解间甲酚模拟废水

以污水处理厂剩余污泥为原料制备硝酸改性活性炭,用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理间甲酚模拟废水,以实现剩余污泥的资源化利用.使用物理吸附、程序升温脱附(TPD)、X射线荧光光谱(XRF)等表征方法对污泥炭的物理化学性质进行测定.而后采用响应面法(RSM)优化污泥炭CWPO降解间甲酚的反应条件,选取反应温度、反应时间、初始pH值、过氧化氢(H_2O_2)投加量及催化剂投加量为影响因子,总有机碳(TOC)去除率为响应值,应用中心组合设计(CCD)建立响应值与各影响因子之间关系的二次多项式数学模型,采用后退回归法进行模型精简,并通过方差分析对模型进行可信程度检验.优化结果表明,在反应温度为60℃,反应时间为120 min,初始pH=3.00,H_2O_2投加量为2.03 g·L^(-1),催化剂投加量为0.78 g·L^(-1)的条件下,可达到最佳效果,此时预测模型的TOC去除率为44.6%,间甲酚转化率为100%.通过模型验证实验得到的TOC去除率为46.6%,仅与理论值相差2.0%,在95%的置信区间内,说明该模型具有可靠性.最后采用GC-MS对污泥炭CWPO降解间甲酚中间产物进行分析.

用催化湿式过氧化氢氧化法降解间硝基苯磺酸钠的影响因素

采用催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)对间硝基苯磺酸钠溶液进行降解,比较了不同的催化剂(Co/Bi,Mn/Ce,Cu/Mn/Ce,Cu(NO3)2,活性炭)和氧化剂(过氧化氢和氧气)对间硝基苯磺酸钠的降解效率,并研究了催化剂用量、初始氧分压、间硝基苯磺酸钠浓度、过氧化氢用量、反应温度对去除效率的影响.结果表明,以Cu(NO3)2为催化剂的CWPO法对间硝基苯磺酸钠具有较理想的降解效果,反应温度、过氧化氢用量和间硝基苯磺酸钠的浓度对降解反应具有显著的影响,氧气和催化剂的加入能提高反应效率,此外,升温过程也对CWPO降解间硝基苯磺酸钠有较大影响.

紫外辐照-催化湿式过氧化氢氧化技术处理酸性大红GR染料废水

采用自制的负载型CuO-ZnO-CeO2/γ-Al2O3催化剂,常温常压下通过紫外辐照-催化湿式氧化技术处理酸性大红GR模拟染料废水。考察了催化剂加入量、H2O2加入量、废水pH、反应时间、初始酸性大红GR质量浓度等对废水脱色率的影响。实验得到最佳工艺条件为初始酸性大红GR质量浓度200 mg/L,催化剂加入量10.0 g/L,H2O2加入量2.0 mL/L,废水pH 4,反应时间2 h。最佳工艺条件下废水脱色率达99.33%。

Fe-Mn/AC催化湿式过氧化氢氧化间甲酚

采用等体积浸渍法制备了一种新型Fe-Mn/AC催化剂,应用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)间甲酚废水.通过SEM和XRF表征了其表面形态结构和元素组成,通过穆斯堡尔谱分析了催化剂中铁离子的存在形态,结果表明,新型Fe-Mn/AC催化剂中的铁以二价铁、三价铁以及四氧化三铁的形式存在.通过正交实验考察了CWPO降解间甲酚的影响因素,结果表明,各因素对间甲酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始p H值>反应温度>反应时间>催化剂投加量.通过正交实验得到CWPO降解间甲酚的最佳反应条件.当间甲酚浓度为100 mg·L-1、反应温度为40℃、反应时间为40 min、催化剂投加量为0.6 g·L-1及底物初始p H值为3时,间甲酚转化率为99.8%,TOC去除率为28.3%.气相色谱/质谱联用没有检测到中间产物,气相色谱检测到CWPO降解间甲酚中间产物主要为乙酸和丙酸.

催化湿式过氧化氢氧化农药废水Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂的研究

研究了Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂的载体粒度、负载量、焙烧温度和Ce添加量等因素对催化剂活性及稳定性的影响,其最佳制备条件为:80—100目SiO2载体、4%负载量,700℃焙烧温度,0.16%Ce添加量.利用BET比表面积、XRD和金属溶出量对催化剂进行了表征.结果表明:Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂催化湿式过氧化氢氧化降解处理吡虫啉农药废水,在催化剂用量10g.l-1,反应温度110℃,双氧水用量为理论需用量,进水pH值为9.0,反应60min的条件下,COD去除率为88.7%,活性组分溶出量较小.

常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺的研究

采用浸渍焙烧法制备了几种负载型催化剂,以偶氮染料模拟废水为处理对象,考察了这几种催化剂在常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺中的催化活性。研究结果表明,Feγ/-A l2O3的催化活性和稳定性最好。处理质量浓度为500m g/L的甲基橙模拟废水,当Feγ/-A l2O3和H2O2加入量分别为30g/L和330m g/L时,处理3h后,废水的脱色率为79.67%,COD去除率为80.92%,总有机碳去除率达72.88%。在上述相同工艺条件下,分别处理质量浓度为500m g/L的甲基橙、酸性橙和活性黑模拟废水,其中,甲基橙较易被降解,酸性橙次之,活性黑最难被降解。

商用染色机湿式过氧化氢氧化法处理印染废水

印染废水因水量大、色度高、碱性强、有机污染物含量高且成分复杂、含少量有毒物质等特点,一直是国内外难处理的工业废水之一.以实验室研究成果为基础,尝试采用商用染色机CAS-85-4气垫式筒子纱染色机作为反应器,以湿式过氧化氢氧化法处理高浓度染液,寻求适用于此类大型反应器的反应条件,实现一机二用,直接在线处理染色废液.结果表明,较优的处理条件为:pH值为3左右;温度130℃;反应时间为180min.在此条件下,对于质量浓度为0.5g/L的活性艳蓝染液,色度去除率高于99.7%,化学需氧量(CODCr)去除率为89.46%,均满足GB 8978—88一级标准.与分散染料相比,活性染料更容易被氧化处理.

湿式过氧化氢氧化处理高浓度染料废水的工艺研究

采用湿式过氧化氢氧化—铁屑过滤—混凝技术处理高浓度偶氮染料废水 ,用难生化降解的甲基橙进行模拟试验。实验结果表明 ,该工艺 COD和色度的去除率分别高达 85 %和 99%。湿式过氧化氢氧化处理过程受温度、硫酸投量、Fe2 +投量、H2 O2 投量的影响 ,反应温度对 COD和色度的去除率影响较大 ,COD去除率的增加与 H2 O2 投量成正比 ,色度的去除率随

Fe-Al-MMT催化湿式过氧化氢氧化处理焦化废水

采用离子交换法制备了Fe-Al交联蒙脱土(Fe-Al-MMT)催化剂,通过BET、XRD对催化别进行了表征。采用催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)法处理模拟焦化废水。讨论了初始pH值、H_2O_2的浓度和反应温度对焦化废水处理效果的影响。结果表明:当焙烧温度为350℃时,催化剂比表面积较大,活性组分在载体上分散均匀,在初始pH=3,H_2O_2浓度为3150 mg/L条件下反应3 h,COD去除率可达87.11%,活性组分铁离子溶出量为4.78 mg/L。

湿式过氧化氢氧化法处理吡虫啉农药废水的研究

吡虫啉生产废水属于典型的高浓度难降解毒性有机废水,直接排放会对环境造成严重污染,目前并无成熟的处理工艺可循。在2L压力反应器内,对吡虫啉农药废水进行湿式过氧化氢氧化（WPO）及催化湿式过氧化氢氧化（CWPO）降解处理。分别考察了过氧化氢加入量、反应温度、进水pH和催化剂等对反应过程与污染物降解的影响规律。结果表明：WPO和CWPO能在温和的条件下降解难于生物降解的吡虫啉农药废水,温度110℃、压力0.6MPa、双氧水用量为理论需氧量、进水pH=3.5的条件下,WPO处理吡虫啉农药废水,其COD去除率为47.7%;采用非均相Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂,其它条件相同,pH=7.0,CWPO对同一废水的COD去除率可达到89.1%。计算得到CWPO和WPO基于COD的第1阶段表观活化能分别为11.2kJ/mol和29.6kJ/mol。

湿式过氧化氢氧化H-酸溶液的反应动力学

目的在0.5L压力反应器中,以染料中间体H-酸溶液为处理对象,研究了温度对湿式过氧化氢氧化(WPO)和Cu/Ni复合氧化物催化剂非均相催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)的影响。方法采用两阶段一级反应动力学模型和通用动力学模型描述WPO和CWPO反应过程,确定了动力学参数。结果 2个模型的计算值与实验值相吻合,而通用动力学模型相对能较准确地预测WPO和CWPO过程。2模型均表明湿式过氧化氢氧化分初始快速反应和后期慢速反应2个步骤。升高温度对加快后期反应速度更有利,催化剂有利于中间产物氧化。结论湿式过氧化氢处理H-酸溶液分为两个阶段,两阶段符合一级动力学模型和通用动力学模型。温度是H-酸废水湿式氧化的关键影响因素,小分子有机酸氧化速率非常低。

催化湿式过氧化氢氧化法处理甲基橙

以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的催化湿式过氧化氢氧化处理甲基橙AO52。考察了反应时间、反应温度、pH和Fe2O3/γ-Al2O3投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,在染料初始质量浓度200 mg/L时,温度175℃、压力0.3 MPa、H2O266 mg/L、pH7、反应时间2.0 h、Fe2O3/γ-Al2O3投加量为8 g/L的最佳条件下,甲基橙AO52色度几乎完全去除,TOC和COD去除率分别为94.4%和92.3%。

Fe/活性炭催化湿式过氧化氢氧化亚甲基蓝

以活性炭为载体,采用浸渍法制备Fe/AC催化剂,通过扫描电镜、X射线衍射对催化剂进行表征,研究AC以及Fe/AC催化湿式过氧化氢氧化亚甲基蓝的性能,考察了反应温度对其催化性能的影响。结果显示:Fe/AC对亚甲基蓝的去除率达99%,COD去除率达86%,处理后水样COD值达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级排放标准。

微波强化催化湿式过氧化氢氧化法处理二甲亚砜生产废水

采用浸渍焙烧法制得了CuO_x-CeO_2/GAC催化剂,以H_2O_2为氧化剂,建立了微波强化催化湿式过氧化氢氧化工艺,对初始质量浓度为1 000 mg/L的二甲亚砜废水,催化剂投加质量浓度80 g/L,H_2O_2投加质量浓度800 mg/L,150 W微波功率辐照3 min,p H不需调整的条件下,二甲亚砜的去除率可达到85%以上。催化剂的SEM和XRD表征及活性组分ICP溶出结果说明,活性组分铜在催化剂表面以单质Cu和Cu_2O形式存在,变价形态对微波能具有更好的吸收作用,可以强化催化湿式氧化反应,助剂铈的加入提高了催化剂表面活性组分的分散性,使催化活性点位增加,并显著提高了催化剂的稳定性和使用寿命。

催化湿式过氧化氢氧化苯酚的诱导期研究

针对黏土基催化剂催化过氧化氢(H_2O_2)氧化苯酚过程中诱导期发生机制及影响因素尚不清楚的问题,采用自制化学反应装置和批动力学试验方法,研究了诱导期发生的原因及其关键影响因子。结果表明:H_2O_2扩散或吸附到催化剂金属活性位及随后的表面修饰(通过≡Fe(Ⅲ)还原到≡Fe(Ⅱ)降低p H)共同决定了诱导期;Fermi’s方程能很好地拟合苯酚氧化过程(R^2>0.99);反应温度和溶液p H强烈影响诱导时间(t_I),随温度增加和p H降低,t_I分别从59和129 min降到22和0 min(没有诱导期),而催化剂与H_2O_2浓度对t_I的影响相对较小,随催化剂和H_2O_2浓度增加,t_I分别从69和75 min降到32和52min。尽管诱导时间可通过调整反应参数来缩短或消除,但考虑到成本和环境风险,在用黏土基催化剂处理实际含酚废水时应采用适宜的反应条件:H_2O_2和苯酚摩尔比为15,催化剂浓度为0.8~1.0 g/L,温度为30~40℃,不调整介质p H,反应时间为2 h。

Fe/γ-Al_2O_3催化湿式过氧化氢氧化间甲酚废水

采用等体积浸渍法制备Fe/γ-Al2O3催化剂,以500 mg·L-1间甲酚为模型化合物评价催化剂的活性及稳定性.考察了反应温度、初始pH、过氧化氢投加量和催化剂焙烧温度对催化剂催化活性和稳定性的影响.结果表明:350℃焙烧的Fe/γ-Al2O3催化剂,在3.0 g·L-1催化剂投加量,60℃反应温度,H2O2理论投加量,初始pH值为4.0,反应2 h的条件下,间甲酚转化率及TOC去除率分别达到99.9%和58.6%.考察了多相、均相催化剂在反应中的作用,结果表明Fe/γ-Al2O3的多相催化在反应过程中起主要作用.

催化湿式过氧化氢氧化处理酸性橙Ⅱ动力学研究

采用催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)处理酸性橙Ⅱ染料废水,研究催化氧化过程中酸性橙Ⅱ的反应动力学。通过正交试验考察反应温度、初始pH值、H2O2浓度、催化剂量对酸性橙Ⅱ降解效果的影响,得到最佳反应条件为:反应温度60℃,初始pH=3,H2O2浓度24 mmol/L及催化剂0.050 g,酸性橙Ⅱ脱色率接近100%,COD去除率为77.66%。各反应条件对降解效果的影响顺序为:反应温度>初始pH>H2O2浓度>催化剂量。过氧化氢催化氧化酸性橙Ⅱ过程符合Fermi方程动力学模型,通过Marquardt-Levenberg算法回归计算得到动力学参数。

芬顿法和湿式过氧化氢氧化法处理醇酮模拟水的研究

以醇酮模拟水为研究对象,系统考察了芬顿法和湿式过氧化氢氧化法主要因素的影响规律,其中包括H2O2加量、pH值、Fe2+加量、反应时间等。通过单因素实验分别得到较优的反应条件。在较优条件下,芬顿法使醇酮模拟水的COD去除率达到73.40%,B/C由原来的0.15提高至0.30;湿式过氧化氢氧化法使醇酮模拟水的COD去除率达到73.12%,B/C提高到0.36。两种处理方法较大的提高了醇酮模拟水的可生化性,为后续的深度处理创造了条件。

Fe/ZSM-5分子筛催化剂催化湿式过氧化氢氧化处理间甲酚废水的研究

采用等体积浸渍法制备Fe/ZSM-5催化剂,并用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)反应处理间甲酚模型废水。结果表明,Fe的负载量为1%时催化活性和稳定性最优;3.0-F/Z-5催化剂在高温下催化活性的提高主要是溶出Fe的均相催化作用。利用BET、XRD、UV-Vis DR和NH3-TPD对催化剂进行表征并分析其构效关系。结果表明,ZSM-5负载Fe后比表面积减小、5 nm孔减少,说明部分氧化铁在分子筛孔道或表面发生沉积;Fe物种在ZSM-5表面分散均匀;催化剂活性位点为弱酸中心和小尺寸氧化铁颗粒协同作用。

复合金属催化剂制备及其在催化湿式过氧化氢氧化过程中性能的研究

以γ-Al2O3为载体,通过浸渍不同种类及数量的金属活性组分,筛选制备出催化活性高且稳定性良好的Cu-Mn-Ce/Al2O3复合金属催化剂,并以SEM、BET和XRD等手段分析了复合金属催化剂的结构特征。将复合金属催化剂应用于催化湿式过氧化氢氧化降解非那西汀模拟废水,测试反应前后的非那西汀浓度、COD值和TOC值,研究复合金属催化剂的催化活性。通过ICP测试不同复合金属催化剂作用下反应后溶液中金属离子流失情况,研究了复合金属催化剂的稳定性。研究结果表明,以Cu-Mn-Ce/Al2O3为催化剂,催化湿式过氧化氢氧化降解非那西汀模拟废水,非那西汀、COD、TOC的去除率分别为98%、83. 1%、79. 2%,铜离子流失量为1. 034mg/L,锰离子流失量为0. 88mg/L,铈离子流失量为0. 78mg/L。