过一硫酸盐/高铁酸盐体系处理页岩气压裂返排液实验研究

针对高盐难降解的页岩气压裂返排液,探究过一硫酸盐(PMS)/高铁酸盐(Fe(VI))体系氧化其中有机物的可行性。对比了活化PMS的不同方式及不同氧化工艺;设计了L_(16)(4~4)正交实验优化氧化反应参数;考察了该体系在氧化的同时达到的混凝和软化效果。结果表明,PMS/Fe(VI)体系在最佳反应条件下(即PMS的浓度为1 800 mg/L,Fe(VI)浓度为1 200 mg/L,pH为5,反应温度为35℃时)TOC的去除率为46.4%,其中各因素的贡献值分别是19.34%、51.31%、15.38%、13.68%。在高效矿化有机物的同时能去除返排液中99.5%的总悬浮固体(TSS)和95.2%的Ba^(2+)。研究结果可为页岩气压裂返排液预处理工艺单元的设计和运行提供参考。

非均相钌催化高铁酸盐氧化降解苯酚

本研究开发了以ZSM-5、TiO_(2)和CeO_(2)为载体的非均相钌(Ru)催化剂,并检验了其催化高铁酸盐(Fe(Ⅵ))氧化苯酚的性能.随着Ru/ZSM-5、Ru/TiO_(2)或Ru/CeO_(2)催化剂投加量的增加,Fe(Ⅵ)氧化苯酚的伪一级反应速率常数(kobs,min-1)呈线性增长趋势.催化剂的效能主要取决于载体上钌纳米颗粒的分散情况,受钌负载量的影响不明显.虽然Ru/ZSM-5的Ru载量最低,但ZSM-5的比表面积较高,且Ru在ZSM-5表面的分散性好,使其催化效能与另外两种催化剂相当.非均相钌催化性能受pH影响很大,在pH 5.0—9.0时显著提高了苯酚的去除率.Ru的催化机理为Ru III被Fe(Ⅵ)氧化为Ru^(Ⅶ)中间体,Ru^(Ⅶ)具有较高活性和氧化能力,可以快速氧化苯酚,从而促进Fe(Ⅵ)氧化苯酚的速率.研究通过连续10次重复使用实验考察了3种催化剂的稳定性,证明Ru/CeO_(2)和Ru/TiO_(2)的稳定性优于Ru/ZSM-5,Ru/ZSM-5稳定性下降的主要原因是ZSM-5比表面积较大,更容易吸附Fe(Ⅵ)的还原产物——氢氧化铁,从而使得Ru活性位点被氢氧化铁掩盖.

高铁酸盐耦合过氧乙酸深度处理水中甲硝唑的特性研究

甲硝唑(MNZ)是一种硝基咪唑类抗生素,在环境中易积累且代谢产物具有潜在的致癌、致突变性。研究了高铁酸盐/过氧乙酸[Fe(Ⅵ)/PAA]耦合技术深度处理水中MNZ的特性,模拟了MNZ在废水中的降解,并深入研究其反应机理。在Fe(Ⅵ)/PAA体系下,pH为8,Fe(Ⅵ)、PAA投加浓度分别为500、100μmol/L,反应时间为60 min时MNZ的降解率可达94.85%,且降解过程遵循伪一级动力学。变量试验表明,MNZ的降解与Fe(Ⅵ)和PAA的投加量呈正相关,且在pH=8时达到最佳效果。水基质中的氯离子(Cl^(-))和硝酸根离子(NO_(3)^(-))对MNZ降解的影响较小,铵盐(NH_(4)^(+))能促进MNZ的降解,而碳酸氢根离子(HCO_(3)^(-))和腐殖酸(HA)则抑制MNZ的降解。Fe(Ⅵ)/PAA体系对模拟医疗废水中MNZ降解与在超纯水中的降解效果相似,可以达到较好的去除效果。探针实验和猝灭实验表明,该体系的主要活性物种是Fe(Ⅳ)/Fe(Ⅴ),PAA溶液中的H_(2)O_(2)是Fe(Ⅵ)的主要活化剂,PAA对活性物种去除MNZ起加速作用。该结果有望为Fe(Ⅵ)/PAA体系应用于医疗废水中深度处理MNZ提供理论参考和数据支撑。

高铁酸盐处理难降解有机物磺化酚醛树脂

采用高铁酸盐处理难降解有机物磺化酚醛树脂(SMP),研究了各影响因素对SMP的COD_(Cr)去除率的影响,确定了最佳条件,当SMP初始浓度为0.05%(质量分数)时,高铁酸盐投量为1.2g/L、反应体系pH为13、反应2h,SMP的COD_(Cr)去除率为79.4%。高铁酸盐的投量对SMP的COD_(Cr)去除率有很大的影响,不同浓度的SMP应当选择不同的高铁酸盐投量。絮凝作用对SMP的去除效果占总去除率一定比例,但SMP的去除仍以氧化作用为主。结合紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、凝胶渗透色谱(GPC)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析可以断定SMP分子结构中磺甲基结构基本完全降解,SMP的大分子主链发生断裂生成分子量为1300左右的带有苯环结构的物质,当主链降解到一定程度后,苯环结构开始被氧化发生开环反应,生成烃类小分子有机物,最终氧化成CO_(2)和H_(2)O。

高铁酸盐预处理剩余污泥强化厌氧消化研究进展

高铁酸盐是一种强氧化剂,常用于污泥预处理的研究。介绍了高铁酸盐的氧化、絮凝等基本性质,阐述了高铁酸盐预处理对污泥水解、产酸和产甲烷的性能影响和作用机理,总结了高铁酸盐与碱、超声等工艺的联用技术。高铁酸盐可破坏胞外聚合物和细胞,释放污泥内的有机物,为后续厌氧消化提供更多的基质,提高了短链脂肪酸和甲烷产量。高铁酸盐的稳定性和投加量是限制其应用的关键,提高高铁酸盐的稳定性和开发联合处理技术是未来的研究重点。

腐殖酸对高铁酸盐去除水中污染物影响机制探讨

高铁酸盐(Ⅵ)具有高效降解水中重金属、有机污染物的优势,但水体中广泛存在的腐殖酸因其大量的活性官能团会干扰高铁酸盐对水中污染物的降解去除。系统概述了高铁酸盐在降解不同重金属、新兴污染物的过程中,因腐殖酸的加入呈现出不同的影响效果,并对其影响机制进行了归纳总结。展望了在实际水样中多种污染物共存的体系下,腐殖酸产生影响的先后顺序以及对复合机制的探讨。

高铁酸盐耦合过硫酸盐对污泥减量化研究进展

随着我国污泥处置带来的问题日益严重,污泥减量化技术成为了行业的研究热点。高铁酸盐和过硫酸盐以其“绿色、高效”,在处理剩余污泥脱水减量方面具有良好的应用前景。文章介绍了高铁酸盐在处理污泥基本理化性质方面的优点,简述了过硫酸盐对污泥减量化的机理以及影响因子等,分析了过硫酸盐耦合作用后在性质、污泥溶胞破解、重金属去除效能等方面的处理效果,指出高铁酸盐耦合过硫酸盐在处理污泥减量化过程中的应用前景。分析表明两者耦合作用对剩余污泥脱水效果影响远大于单一方法对剩余污泥脱水效果的影响。

高铁酸盐在水处理中的研究进展

高铁酸盐是一种集氧化、絮凝、杀菌多种功能为一体的新型高效多功能水处理剂,高铁酸盐水处理剂兼有较强的氧化性和优良的絮凝功能且在杀菌方面依旧表现优异,且相较于物理吸附法更不易产生二次污染,相较于传统氧化剂,高铁酸盐更为安全,在水处理领域有广阔的应用前景。与使用传统方法合成高铁酸盐相比,本文讨论了高铁酸盐的原位生成方法的优势及其在工业应用方面的价值;对于制约高铁酸盐工业应用发展的稳定性问题,文中分析了影响高铁酸盐稳定存在的温度,pH,溶液中所含有的各种离子浓度等各种因素,综述了提高固态和液态两种形式的高铁酸盐稳定性的方法;最后总结了高铁酸盐在水处理方面的应用进展,对于高铁酸盐工业推广应用中存在的问题进行了探讨。

高铁酸三钾钠的合成及其物理化学性质研究

首次提出了一种在浓的NaOH溶液中电合成0.83mol·L-1Na2FeO4溶液进而高纯度合成固态K3Na(FeO4)2的方法.研究了合成条件,并利用多种实验技术研究了该固态样品的性质.实验表明,K3Na(FeO4)2晶体在混合的NaOH-KOH溶液中,其溶解-沉淀平衡曲线符合经验方程式:[Na+][K+]3[FeO24-]2.8=1.4×10-4([K+]≤1.01mol·L-1);在浓的KOH溶液中其溶解度与K2FeO4几乎一致.和K2FeO4晶体不同,所得K3Na(FeO4)2晶体显示3个红外特征峰(787,801～802和858～862cm-1)并具有P■m1(164)空间群的六方晶胞,其粉末在Ar气中直到197℃才分解,热稳定性低于K2FeO4.

掺杂对复合高铁酸盐溶液稳定性的影响

为促进高铁酸盐在水处理中的应用,改善其稳定性,采用KOH在65℃条件下制备出高Fe(VI)浓度、低碱度、强稳定性的复合高铁酸盐溶液,并采用分光光度法研究氧化剂和金属盐掺杂物质对其稳定性的影响.结果表明:向复合高铁酸盐溶液中掺杂K2S2O8、KI、NaClO3和NaSiO3时对Fe(VI)起稳定促进作用,而KMnO4对Fe(VI)有强烈的催化分解活性.Al盐在低浓度时对Fe(VI)的稳定性影响不大,当浓度升高时表现出一定的催化分解作用.Zn2+、Mg2+、Fe3+、Ca2+、Cu2+金属盐均对Fe(VI)有催化分解作用,并且浓度升高,催化分解作用加剧.其中Al3+、Zn2+、Fe3+的硫酸盐对Fe(VI)的催化分解作用大于氯化物;而对于Mg2+,其氯化物对Fe(VI)的催化分解作用大于硫酸盐.

高铁酸盐的化学合成及高铁电极的电化学性质研究

通过NaClO化学氧化Fe(OH) 3 来制备高纯度的K2 FeO4和BaFeO4,并在此基础上研究了BaFeO4和K2 FeO4电极的恒流放电性能以及用BaFeO4和K2 FeO4制成的锌铁碱性电池的重负荷放电性能。结果表明 ,BaFeO4和K2 FeO4电极在轻、中、重负荷放电下 ,其放电容量比电解MnO2 的电极提高了 5 6 %～ 116 %。AA型锌铁碱性电池的重负荷放电时间比标准碱锰电池提高了 95

高铁酸盐预处理对水体性质及消毒副产物生成的影响

高铁酸盐是新兴水处理药剂,对原水微污染物控制效果良好,其应用日益广泛,并且在应用中获得了良好的效果。为了促进高铁酸盐的实际应用以及工艺优化,本文探究高铁酸盐作为饮用水预处理剂对出水的常规指标与消毒副产物指标的影响,建立投加量与指标变动的关系,探究高铁酸盐预处理的两面性,为后续高铁酸盐的实际应用与工艺优化提供参考。

新型水处理剂——高铁酸盐

1702年，德国化学和物理学家Georg Stahl最先发现并报道了高铁酸盐，随后对高铁酸盐的研究一直没有中断过。1897年在实验室中合成出高铁酸钾。20世纪70年代以后，高铁酸盐被开发成一种非氯的新型高效饮水消毒剂和水处理剂，国内外均作过较多的报道。

新型电极材料高铁酸盐的合成研究

高铁酸盐是新型的电极活性材料 ,以其作正极的高铁电池是一种可望替代锌锰电池的绿色电池。论述了电极材料高铁酸盐 (高铁酸钾及高铁酸钡 )的合成方法和工艺 ,确定了最佳的合成工艺参数如氧化剂、温度、脱碱剂等。使用XRD表征了高铁酸钾和高铁酸钡的结构 ,使用邻二氮菲分光光度法测量其纯度。实验结果表明改进的方法具有工艺简单。

黏土负载高铁酸钾对水体中有机染料的脱色作用

分析了高铁酸盐和黏土等复配方案,得出最佳复配处方,制出的黏土复合高铁酸盐的稳定性好,对水体中的染料脱色效果好,并且其酸碱适用范围较大,能满足实际应用的需要。

绿色净水剂复合高铁酸盐的制备

为了提高水处理剂高铁酸盐的稳定性,通过加入添加剂N和黏土,将初级高铁酸盐制成固体复合高铁酸盐。研究了黏土、添加剂N的加入量,加入顺序和加入比例对复合高铁酸盐稳定性的影响。结果表明,当高铁酸盐︰添加剂N︰黏土为1︰4︰1时,所制得的复合高铁酸盐具有较好的稳定性。

多功能高铁酸盐去除饮用水中砷的研究

利用高铁酸盐的氧化絮凝双重水处理功能，取代氧化铁盐法，对其氧化除砷效果进行了评价．考察了高铁酸盐除砷的适宜pH值范围、氧化时间和絮凝时间，定性和定量分析了盐度、硬度等因素对高铁酸盐除砷效果的影响．结果表明，高铁酸盐与砷浓度比为15：1，最佳pH为5．5～7．5，适宜的氧化时间为10min，絮凝时间为30min，处理后的水样中砷残留量可达到国家饮用水标准；盐度和硬度不干扰除砷过程．与传统的铁盐法和氧化铁盐法对比，此方法简便，高效，无二次污染，更有利于饮用水的清洁化除砷。

高铁酸盐氧化絮凝去除水中腐殖质的研究

研究了高铁酸盐对饮用水中富里酸（ＦＡ） 的去除效能与作用条件，考察了高铁酸盐单独氧化、氧化絮凝和与聚合氯化铝联合应用的除ＦＡ 效果．结果表明，当高铁酸钾与ＦＡ的质量比为１２ 时，高铁酸盐氧化可以去除水中９０ ％ 以上的ＦＡ，在浑浊水中高铁酸盐具有氧化和絮凝的双重作用效能，同样高铁酸盐投加量下，可将９５％ 以上的ＦＡ去除．采取高铁酸盐与聚合铝联用可显著提高对ＦＡ

高铁酸盐复合药剂预氧化除藻效能研究

高铁酸盐复合药剂预氧化对水中藻类的去除试验表明，投加少量的高铁酸盐复合药剂即可显著地提高对水中藻类的去除效率。将它与传统的预氯化除藻工艺进行对比，表明高铁酸盐复合药剂预氧化的除藻效率明显优于传统的预氯化工艺。

高铁酸盐对2种水源水中藻类的去除效果

研究了高铁酸盐对深圳 2种原水水中藻类的去除效能 .实验结果表明 ,在处理以小球藻为主的东湖水时 ,单纯PAC混凝就可有效地去除水中的藻类 ,藻类去除率均在 95%左右 .在处理含藻量多 ,以颤藻为主的铁岗原水时 ,单纯PAC混凝除藻效果不理想 ,投加少量高铁酸盐进行预氧化 ,再投加PAC混凝 ,可使水中藻的去除率提高 1 0 %～ 2 0 % ,去除率高达 97 85% .而且用高铁预氧化除藻法明显优于传统预氯化方法 .