复合催化剂光催化降解DNT废水及其降解机理

为探索负载型多金属氧酸盐类复合催化剂光催化降解炸药废水的催化活性及降解机理,采用溶胶-凝胶-溶剂热的路径,制备了3种负载型多金属氧酸盐类复合催化剂H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2、H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)和SO_4^(2-)-H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)。以炸药废水中典型有机污染物二硝基甲苯(DNT)为目标化合物,考察了所制备的复合催化剂在光催化降解DNT废水方面的催化活性,并对不同催化剂之间光催化活性的差异进行了合理的解释,分析了催化剂的结构与其光催化性能之间的关系。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对废水中反应物和产物的种类进行了鉴定和分析,对光催化氧化法降解DNT废水的降解机理和矿化程度进行了研究。结果表明,以SO_4^(2-)-H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)为催化剂,光照4h后,DNT废水降解率达98.73%。光催化降解DNT废水过程中,发生了甲基氧化、脱硝基、脱羧基等反应,降解过程中的中间产物主要包括对硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、1,3-二硝基苯、2,4-二叔丁基苯酚、2,4-二硝基苯甲醛。光催化降解4h后,除极少量3,4-DNT外,其余硝基苯类化合物均完全降解。

高级氧化技术耦合工艺预处理DNT废水的试验研究

为使DNT废水达到可生化处理,提出采用酸析-超声波+超重力+臭氧高级氧化技术耦合工艺对其进行预处理的方法。结果表明,在超重机转速为1 400 r.min-1、初始pH为12、臭氧投加量为50 mg·min-1、超声波功率为900 W、气液体积比为0.5、处理时间为5 h的条件下,酸析后的DNT废水经超声波+超重力+臭氧法氧化处理后,其COD去除率达到94.04%,硝基化合物去除率达98.6%,BOD/COD为0.68,可使用一般的生化法进行后续处理。

Fenton氧化工艺处理DNT废水研究

DNT废水因其成分复杂、毒性大、难降解、对环境污染严重等特点,成为废水处理中的一个难题。本试验研究了难以生物降解DNT生产废水Fenton氧化处理效果,考查了各影响因子最佳工艺条件。结果表明,在pH值为2;FeSO4.7H2O投加量为200mg/L;H2O2投加量为2mL/L;反应时间为1h的条件下,Fenton氧化工艺COD去除率为47.76%,DNT去除率为87.37%左右。

Fenton氧化法和光助Fenton氧化法处理DNT废水

采用Fenton氧化和光助Fenton氧化对经过电解后DNT生产废水处理进行研究,考查了FeSO4浓度、H2O2浓度、pH、反应时间等因素对处理过程的影响规律。结果表明,光助Fenton和Fenton相比,光助Fenton的COD、二硝基苯去除率均高于单独Fenton氧化技术,各个因素对二者去除率影响趋势基本相同,FeSO4·7H2O浓度和废水pH值都存在最佳值,分别为FeSO4·7H2O200mg/L和pH 2;COD去除率随着H2O2浓度增大而增大;当H2O2浓度为3mL/L、反应时间为1h,Fenton氧化工艺COD去除率为47.76%,DNT去除率为78.08%;光助Fenton氧化工艺COD去除率为52.87%,DNT去除率为78.15%;。UV-Fenton处理成本远远高于Fenton反应。

超声波/超重力-臭氧法处理DNT废水的实验研究

常温下使用超声波/超重力-臭氧法对DNT废水进行处理,考察了超重力因子β、初始pH值、液气比(L/G)、臭氧浓度以及处理时间等因素对硝基化合物和COD去除率的影响。实验结果表明:该技术对DNT废水的处理效果较好,在最佳工艺条件β=130,pH=12,L/G=2,臭氧浓度为40mg/L时,处理5h后,硝基化合物和COD去除率分别达到94.28%、86.5%。

旋转填料床强化Fenton试剂处理DNT废水实验研究

采用旋转填料床强化Fenton试剂处理DNT废水,确定了最佳工艺条件:Fe2+投加量为0.07mol/L,H2O2的投加量为0.53mol/L,pH值为1,温度为40℃,反应时间为5h,旋转填料床转速为1 500r.min-1;该条件下处理DNT废水,COD去除率达到98.57%,硝基化合物去除率达到97.64%,BOD/COD为0.62,后续处理可采用一般生化法;并对该最佳工艺条件进行放大化研究,为该法的工业化应用奠定基础。

超重力强化O_(3)/Fe(Ⅱ)氧化降解DNT实际废水

二硝基甲苯(DNT)生产工艺中产生的废水具有成分复杂、难生物降解等特点,为此本研究提出采用超重力强化O_(3)/Fe(Ⅱ)氧化降解DNT实际废水的思路,研究了操作参数对DNT废水去除效果的影响规律,揭示了超重力强化O_(3)/Fe(Ⅱ)氧化降解DNT的催化机理,分析了DNT降解过程中间产物,推测了其降解途径。结果表明:超重力因子的提高有利于硝基化合物的深度降解,体系pH值会影响臭氧的直接氧化和间接氧化反应以及催化剂Fe(Ⅱ)的浓度,在超重力因子β为40,Fe(Ⅱ)浓度为0.8 mmol·L^(-1),O_(3)浓度为60 mg·L^(-1),液体流量QL为80 L·h^(-1),pH值为1.1的条件下,反应60 min硝基化合物的去除率达60%,相近操作条件下,硝基化合物去除率比鼓泡反应器(BR)O_(3)/Fe(Ⅱ)体系提高18.30%;电子顺磁共振图谱显示出1∶2∶2∶1的相对峰强度,表明了羟基自由基(·OH)的存在,证实该降解过程遵循·OH的催化机理;旋转填料床(RPB)O_(3)/Fe(Ⅱ)体系中降解DNT过程的中间产物主要有二硝基苯甲醛、二硝基苯甲酸、二硝基苯、间苯二酚和丙二酸,并推测了Fe(Ⅱ)催化臭氧氧化二硝基甲苯的降解途径。

铁炭微电解法处理DNT生产废水

针对DNT生产废水毒性大和难生物降解的特点,采用铁炭微电解法对DNT生产废水进行处理。研究了初始pH值、铁和活性炭质量比、电解质浓度与反应时间对DNT生产废水中硝基化合物及COD去除率的影响。用扫描电镜研究了微电解实验前后铁炭表面的形貌变化。结果表明,在铸铁与活性炭组成的微电解体系中,pH值为1、铁与活性炭的质量比为1.5:1.0、电解质Na_2SO_4质量浓度为300mg/L、反应时间为90min的操作条件下,硝基化合物和COD去除率分别为82.16%和68.43%,BOD_5/CODc,由0.035提高到0.280。反应后的铁炭表面被絮状体及片状晶体覆盖,从而抑制了微电解反应的进行。

湿式空气氧化法处理DNT生产废水的影响因素及反应机理

为了降低DNT生产废水的COD值,改善其可生化性,用湿式空气氧化法(WAO)研究了不同反应条件下DNT生产废水的处理,并对其反应机理进行了探讨。结果表明,湿式空气氧化可以降低DNT生产废水的COD值并提高其反应出水的BOD值,反应温度、反应压强和反应时间是影响DNT生产废水COD与BOD变化的主要因素。当反应温度280℃、反应实际压强11.8MPa、反应时间75min、pH值3的条件下,反应出水BOD值与COD值的比可达0.309,流出物的可生化性得到提高;反应温度340℃,反应压强18.8MPa,反应时间60min,pH值为3条件下反应流出物的COD值可降至88mg/L。用铜盐和铁盐作催化剂可使反应流出物的COD值降低。WAO处理DNT生产废水包括:脱硝基、脱甲基、开环等反应。

铁、炭微电解体系类型对DNT模拟废水处理的影响研究

基于不同类型的铁、炭形成的原电池对废水处理效果的差异,研究了粉末状炭、柱状炭、颗粒状炭、铸铁屑、还原性铁粉、铁刨花等组成的微电解体系对DNT废水处理效果的影响,利用扫描电镜(SEM)对不同类型铁的表面进行了分析。研究结果表明:粒径为0.3 mm~2.5 mm的铸铁屑与粒径为0.45 mm~3.00 mm的颗粒状炭组成的微电解体系对DNT的去除效果较佳,在反应进行120 min时DNT去除率为52.29%。