UV/Fenton氧化与生化组合技术处理磺化泥浆体系钻井废水

采用UV/Fenton氧化和生化组合技术处理磺化泥浆体系钻井废水。当用UV/Fenton氧化单独处理时,其合适的条件为n(H2O2):n(Fe2+)=40:1,pH为3～5。采用B/C和生化呼吸曲线两种方法评价了UV/Fenton氧化后水样的可生化性,结果表明钻井废水经氧化后可生化性大幅提高。采用UV/Fenton氧化和生化组合技术处理钻井废水,在预氧化阶段投加0.6Qth mg·L-1(理论投加量)和1.0Qth mg·L-1双氧水时,COD总去除率分别为82.5%和87.3%,出水可达国家一级排放标准。组合技术和单独氧化法相比,既提高了处理效率,又大大节省了双氧水的投加量。

UV/Fenton反应体系Fe^(2+)固定化技术及催化反应工艺研究

对 Na-Y 分子筛、Na-X 分子筛、硅胶和 D001 树脂作为 Fe2+固定化载体进行了研究。从负载量、稳定性、催化氧化性能和经济性等方面综合比较,Na-Y 型分子筛是一种理想的载体。通过优化条件制备了 Fe-Y 催化剂,并对其在非均相 UV/Fenton 反应体系中催化氧化苯酚的工艺进行了研究。结果表明,该催化体系在 pH 2.0~10.0 范围内都能高效地催化氧化苯酚,在基准条件下,反应时间 30min 时,其去除率接近 100%。该体系比 H2O2/Fe-Y,UV/H2O2和 UV/Fe-Y 体系对苯酚的降解效率大大提高,说明 UV 和 H2O2/Fe-Y 之间存在协同效应。

UV/Fenton/柠檬酸体系光催化氧化孔雀石绿研究

光助芬顿反应是一种基于羟基自由基反应的高级氧化技术,为进一步提高光催化作用的效果,研究以柠檬酸为催化助剂,提出了UV/Fenton/柠檬酸体系光催化氧化有机污染物的新方法。以孔雀石绿为底物,考察了Fe2+浓度、初始pH值、柠檬酸浓度、H2O2的用量等因素对脱色效果的影响,获得了光催化氧化孔雀石绿的优化实验条件。结果表明,在Fe2+浓度为5 g/L,pH控制在3.0～5.0之间,柠檬酸浓度在0.8 g/L,30%H2O2用量在0.1 mL/mL溶液的条件下降解效果良好,在20 min之内,孔雀石绿的脱色率达到90%以上。

非均相UV/Fenton体系氧化降解愈创木酚的研究

以浸渍法制备的Fe3+/γ-Al2O3为催化剂,研究了非均相UV/Fenton体系对木素类模型物愈创木酚的处理效果,并与非均相Fenton体系作比较。实验结果表明,非均相UV/Fenton体系能够有效地降解结构稳定的木素类模型物愈创木酚。在室温、初始pH值为6.3、投加2倍理论量的H2O2和1g/L自制的催化剂(Fe3+与H2O2的摩尔比为1∶31.6)、反应60min,初始质量浓度为50mg/L的条件下,愈创木酚的去除率可达到100%。非均相UV/Fenton和非均相Fenton反应90min,愈创木酚的总有机碳去除率分别为94.3%和17.2%,由此可知,紫外光与Fenton试剂存在协同效应,使体系的氧化能力明显增强。愈创木酚的矿化速率慢于去除速率,说明愈创木酚并不是立刻被降解为CO2和H2O,而是先被降解为其他小分子中间产物,最终完全矿化。

UV/Fenton及Fenton体系降解愈创木酚的机理探讨

选择木素类模型物愈创木酚作为目标化合物,对UV/Fenton和Fenton体系降解愈创木酚的过程进行研究,结合愈创木酚紫外-可见光谱的变化、愈创木酚去除率和矿化率的比较,对UV/Fenton和Fenton体系降解愈创木酚的机理加以探讨。实验发现,UV/Fenton和Fenton体系不只是单纯的自由基反应,Fe2+还可以和H2O2生成高价铁配合物,通过配合物的电子转移使愈创木酚得到氧化。

UV/Fenton/草酸体系对甲基紫的光解脱色作用

以草酸为活化剂在室温和紫外光照射下,,进行了Fenton反应光解甲基紫的试验。结果表明UV对甲基紫光降解反应的速率起决定性作用,H2O2浓度和Fe2+浓度是影响降解速率的主导因素,草酸在反应过程中起到了活化剂的作用。在甲基紫浓度为20 mg/L时,其脱色的适宜条件为3%H2O2、100 mg/L Fe2+、100.6 mg/L草酸、体系pH值约为3。

UV-vis/草酸铁/Fenton体系降解蒽醌染料

以活性艳蓝KN—R作为研究对象,考察了处理活性艳蓝KN-R的主要影响因素。在固定染料浓度为100 mg/L时,得到氧化体系的最佳用量比值为ρ(Fe2+):ρ(H2O2):ρ(H2C2O4)为1:15:1.5。在最佳条件下,脱色率达到95%以上,COD和TOC去除率分别达到87.7%和66.8%。活性艳蓝KN-R脱色的动力学模型为拟一级反应模型。

UV/Fenton及其草酸盐体系处理压裂废液的研究

以延长某油田压裂废液的特性组分为参照基础,以造成压裂废液中COD高的主要成分羟丙基胍胶为考查主体,用胍胶水溶液模拟胍胶水基压裂液体系,考查了UV/Fenton体系及其草酸盐络合物体系的氧化效果。结果表明：pH值为5的条件下,FeSO4加入量在15~22 mg/L,草酸钾的加入量在20 mg/L,过氧化氢的加入量在0.2%（体积比）,紫外光照射15 min,进行氧化处理1 h,降粘率约为87%。

交联壳聚糖树脂负载Fe^(2+)非均相UV/Fenton体系催化氧化降解苯酚研究

以壳聚糖、戊二醛和FeSO4·7H2O为原料制备了交联壳聚糖树脂负载Fe2+非均相催化剂,并利用FT-IR,XRD和SEM等方法进行表征。利用该催化剂和254nm紫外光作为非均相UV/Fenton体系催化氧化降解苯酚溶液。结果表明,该催化剂在紫外光照条件下可有效降解苯酚且反应符合一级动力学规律。

UV-Fenton体系氧化降解苯酚废水反应动力学研究

利用UV-Fenton高级氧化技术对苯酚废水进行了处理研究。通过半衰期法对苯酚的反应级数进行了探讨,确定其在UV-Fenton体系降解过程中的表观反应级数为3/2,并初步建立了苯酚UV-Fenton降解的动力学模型,并从反应速率系数着手探讨了污染物初始浓度、双氧水加入量、亚铁离子浓度及pH值对反应降解速率的影响。

UV/Fenton/杂多酸体系光催化氧化结晶紫

由于光助Fenton反应产生大量.OH而使有机物得以氧化降解,杂多酸具有强的紫外光吸收特性,可以作为Fenton反应的活化剂.研究以结晶紫为底物,考察了UV/Fenton/杂多酸体系对染料的降解作用,考察了pH值、H2O2的用量、Fe2+的用量、杂多酸的引入等因素的影响,确定了优化的实验条件:在结晶紫的浓度是20 mg.L-1时,加入2.4 g.L-130%的H2O2,0.02 g.L-1的Fe2+,0.024 g.L-1的磷钨酸,pH2.7时反应60m in后测得脱色率高达95%.研究结果表明:紫外光能有效地促进结晶紫的氧化脱色,引入杂多酸催化剂后,可增强Fenton试剂的反应活性,大大缩短反应时间.

UV-Fenton体系处理活性黑KNB染料废水的实验研究

采用UV-Fenton体系处理活性黑KNB染料废水。研究了pH值、H2O2和FeSO4用量、反应温度和反应时间等对染料废水脱色率的影响。实验结果表明,当KNB的初始浓度为50mg/L时,在t=25℃、pH=5.4、[H2O2]=0.2ml/L,[FeSO4]=0.7mmol/L,使用30W的紫外灯光照射条件,反应1小时后,KNB染料废水脱色率几乎可达100%。通过比较反应前后染料废水的UV-Vis吸收光谱,初步探讨了KNB的降解机理。研究表明,UV-Fenton体系可以有效地处理活性黑KNB染料废水,为该工艺处理实际染料废水提供基础数据。

UV-Fenton体系氧化降解邻氯苯酚废水反应动力学研究

采用UV-Fenton高级氧化技术对邻氯苯酚废水进行了处理研究。从反应速率系数着手探讨了污染物初始浓度、双氧水加入量、亚铁离子浓度及pH值对反应降解速率的影响。用半衰期法对邻氯苯酚的反应级数进行了探讨,确定其在UV-Fenton体系降解过程中的表观反应级数为3/2,并初步建立了邻氯苯酚UV-Fenton降解的动力学模型。

非均相UV/Fenton催化剂体系降解活性艳红染料废水的试验研究

研究非均相UV/Fenton催化剂体系对活性艳红X-3B染料废水的去除效果,确定了最佳反应条件,为该工艺处理染料废水提供理论依据及数据。利用非均相UV/Fe-R/H_2O_2体系对活性艳红X-3B模拟染料废水进行处理,研究H_2O_2投加量、pH、催化剂投加量及反应时间对活性艳红X-3B染料废水处理效果的影响。在H_2O_2投加量为Qth、pH为4、催化剂投加量为1.0 g/L、反应60 min的条件下,处理质量浓度为100 mg/L的活性艳红X-3B染料废水的效果最好,活性艳红X-3B和COD的去除率分别达到92.45%和72.33%。该体系克服了均相Fenton体系应用范围窄的缺点,使得非均相Fenton体系在酸性、中性及弱碱性条件下也能具有不错的去除效果。

苯醌对聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系的增效机制

通过构建苯醌增效聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系,讨论了体系中橙Ⅱ的脱色和降解途径.在研究苯醌浓度对聚合硅酸铁铁离子的释放、Fe^2+与Fe^3+之间的转化、H2O2分解和·OH生成影响的基础上,提出了苯醌对聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系的增效机制.结果表明,随苯醌浓度的增加,其紫外光下光解还原聚合硅酸铁并释放Fe^2+的程度增大、H2O2分解速度加快、产生·OH浓度峰值增高且出现的时间提前;苯醌增效体系释放于溶液中的Fe^2+可以通过Fenton反应转化成Fe^3+,反应结束后聚合硅酸铁能重新吸附Fe^3+并使其浓度降低,避免了增效体系铁离子的二次污染.本研究将为多相催化剂催化过程的调控提供新的视角,为多相光助-芬顿反应在有机废水资源化中的应用提供理论依据和技术支持.

PSF多相UV-Fenton体系原儿茶酸与龙胆酸的增效对比

对比研究了原儿茶酸和龙胆酸对聚合硅酸铁(PSF)多相UV-Fenton体系降解橙Ⅱ的增效能力,分析了两种增效体系中铁离子转化、H2O2分解以及·OH生成之间的关系,探讨了两种增效试剂对PSF多相UV-Fenton体系的增效机制.结果表明:原儿茶酸和龙胆酸均能够有效促进催化剂Fe^(2+)生成与释放,进而提高体系·OH的浓度、促进橙Ⅱ的降解.相对原儿茶酸,龙胆酸对PSF的还原能力更强,其相应增效体系中·OH的浓度更高、橙Ⅱ的降解速度更快.0.2mmol/L的增效浓度下,橙Ⅱ在原儿茶酸和龙胆酸增效体系中第一段脱色速率常数能分别从基础体系的0.11min^(-1)提高至1.68和2.48min^(-1),分别增加14.27倍和21.55倍.原儿茶酸和龙胆酸能够循环增效PSF多相UV-Fenton体系降解橙Ⅱ,反应结束后PSF对Fe^(3+)的再吸附使得溶液总铁离子浓度低于5mg/L,从而避免催化剂铁元素的损失以及铁离子的二次污染,表明原儿茶酸和龙胆酸均是PSF多相UV-Fenton体系的高效增效试剂.

抗坏血酸根化学还原对铁基催化剂UV-Fenton体系的影响

选用铁氧化合物和聚合硅酸铁(PSF)作为铁基多相UV-Fenton催化剂,比较抗坏血酸根对其化学还原生成和释放Fe^(2+)的能力;通过多相UV-Fenton体系中橙Ⅱ的脱色、H_(2)O_(2)分解和·OH生成,分析抗坏血酸根对不同铁基催化剂的增效能力;探讨抗坏血酸根化学还原对铁基催化剂亚铁离子生成和铁离子溶出机制。结果表明,抗坏血酸根对聚合态铁离子的化学还原能力强于氧化物晶格中的铁离子,其还原不同铁基催化剂能力由大到小的顺序为:PSF、α-FeOOH、Fe_(3)O_(4)、α-Fe_(2)O_(3)。在抗坏血酸根化学还原增效条件下,橙Ⅱ在PSF、α-FeOOH、Fe_(3)O_(4)和α-Fe_(2)O_(3)的UV-Fenton体系中"快速"脱色一级动力学常数相对于相应的基础体系能分别增加1480%、1270%、1700%和1110%。抗坏血酸根增效的原因是其能通过化学还原实现催化剂表面Fe^(2+)的生成和释放,同时草酸等中间产物通过络合作用进一步增强催化剂Fe^(3+)的溶出,并最终促进体系高浓度·OH的生成。反应结束后,增效体系中的Fe^(3+)能重新吸附回铁基催化剂,从而避免催化剂活性组分流失和铁离子二次污染。该结果说明,外加抗坏血酸根是铁基多相UV-Fenton体系安全可靠的增效方法。

UV/Fenton/均相铜类Fenton氧化处理紫菜加工废水COD及色度研究

以COD和色度作为评价指标,采用均相Fenton、Cu-Fenton、UV/Fenton、UV/Cu-Fenton体系处理紫菜加工废水,探究了在室温条件下不同初始pH值、Fe^(2+)和Cu^(2+)投加量、H_(2)O_(2)投加量等因素对出水COD和色度的去除效果,通过正交试验确定了最佳反应条件,同时对反应机理进行了分析。分析显示羟基自由基(·OH)是UV/Fenton/均相铜类Fenton体系去除紫菜废水中COD及色度的主要活性基团。在最佳反应条件下,UV/Fenton体系在100 min时出水COD为40 mg/L,色度为25,比无UV时最佳反应时间缩短了50 min;UV/Cu-Fenton体系,在60 min时出水COD为35 mg/L,色度为20,比无UV时最佳反应时间缩短了一半,UV/Fenton体系和UV/Cu-Fenton体系出水COD及色度均能达标排放。

醇类对UV-Fenton体系羟基自由基淬灭效率的影响

设计了醇类对UV-Fenton体系羟基自由基(·OH)淬灭的对比实验,考察了均相和多相UV-Fenton体系中醇的种类和浓度对·OH淬灭效率的影响,采用荧光光谱法定量测定了醇淬灭条件下多相UV-Fenton体系·OH浓度的变化规律.结果表明,一元醇对·OH淬灭能力为叔丁醇>异丙醇>乙醇>正丙醇>正丁醇>甲醇;多元醇对·OH的淬灭能力随链长和羟基数量的增加而增强.其中,丙三醇对Fe_3O_4多相UV-Fenton体系中·OH的1段淬灭效率为86.7%,2段为61.7%;其对均相UV-Fenton体系中·OH的1段淬灭效率为79.6%,2段为65.6%.丙三醇在均相和多相UV-Fenton体系均能高效稳定地淬灭·OH,是一种新型的高效·OH淬灭剂.

草酸活化UV/Fenton体系均相催化氧化罗丹明B的研究

以草酸为活化剂,进行了Fenton反应催化氧化有机染料罗丹明B的研究。通过测定罗丹明B溶液吸光度的变化来测定其脱色率。考察了pH值、H 2O2浓度、Fe2+浓度、草酸浓度等因素对罗丹明B脱色率的影响,确定了优化的反应条件,讨论了UV/Fenton/草酸体系的反应机理。结果表明:UV/Fenton/草酸体系可以提高催化降解罗丹明B的效率,在pH3-4,30%H 2O 2的加入量为0.5mL,5g/L Fe2+的加入量2mL,150mg/L草酸的加入量为4mL的条件下,有利于染料罗丹明B的氧化,脱色率可达94%以上。