Dyes wastewater treatment by reduction-oxidation process in an electrochemical reactor packed with natural manganese mineral

A novel technology which combined electrochemical process catalyzed by manganese mineral with electro-assisted coagulation process was proposed in this study. The mineralization of organic pollutant from simulated dye wastewater containing an azo dye Acid Red B（ARB） was experimentally investigated using this method. It was found that the manganese mineral could catalyze the electrochemical process dramatically. The TOC removal percentage of electrochemical treatment catalyzed by manganese mineral was 43.6% while the TOC removal percentage of the process using the manganese mineral alone and using the electrolysis alone were 9.3% and 20.8%, respectively. Moreover, it was found that combined electroxidation with electro-assisted coagulation process could more effectively eliminate ARB. After a period of 180 min electrooxidation and 300 min electroreduction, almost 66.9% of TOC was removed, and the dissolved Mn^2＋. could be effectivly removed. The effects of the order of oxidation and reduction, the proper ratio electrooxidation/reduction time, and current density on the removal efficiency were investigated in detail. In addition, a proposed mechanism of manganese-mineral-catalyzed electrooxidation-reduction process was discussed in this paper.

H_2O_2湿式氧化处理含酸性红B染料模拟废水的研究

用H2 O2 作氧化剂 ,在连续式的压力反应器内探索了WPO(过氧化氢湿式氧化法 )、CWPO(催化过氧化氢湿式氧化法 )氧化降解含酸性红B染料模拟废水的过程 ,分别考察温度、压力、氧化剂量及催化剂对反应过程与对象污染物降解的影响规律 .结果表明 ,与常规湿式氧化法相比 ,WPO能在较低的温度和压力下降解结构稳定的有机物 ,在 2 2 0℃、8min、0 1MPa时 ,含1 5 0 0mg·L-1 酸性红B染料模拟废水的COD和色度的去除率分别达到 6 0 5 0 %和 96 80 % .同时发现 ,通过升温和增加过氧化氢的投加量不能够使废水COD和色度的去除率进一步提高 ,故引入Cu2 + 作催化剂来实现CWPO过程 ,在 2 2 0℃、8min、0 1MPa条件下 ,CWPO对同一废水的COD和色度的去除率分别达到 82 5 0 %和 99 71 % .通过计算得出CWPO与WPO相比基于COD的表观活化能降低了 6 5 93 % .

柱撑膨润土对染料酸性红B的吸附行为

在 [OH- ] /[Al3+] =2 .4的反应条件下 ,利用Al3+与碱液反应制备出Keggin离子 ,并由此制备出了无机、无机 -有机柱撑膨润土 ;XRD -衍射数据表明 ,经柱撑后的膨润土层间距明显增大 ,达 1.9nm以上。研究了废水中染料酸性红B在 4种改性膨润土上的吸附行为 :经柱撑处理后的膨润土吸附能力明显大于钠基土 ,对酸性红B溶液有很高的脱色率和CODCr去除率 ,其吸附动力学行为遵循Bangham方程和Langmuir方程所述规律 ,平衡吸附量 qe 与平衡浓度Ce 间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程 ,吸附表现为放热的物理吸附和有机质的分配作用。

活性炭纤维电极生成羟基自由基降解酸性红B

分别采用具有吸附催化性能的活性炭纤维(ACF)作为阳极和阴极对水中偶氮染料酸性红B(ARB)的电化学降解情况进行了系统研究.研究表明两种体系均可较好降解ARB,可达到色度完全去除,但ACF作为阴极电芬顿对有机物的矿化程度远远高于以ACF作为阳极时的矿化程度,其TOC去除率达到70%,高于阳极体系的30%TOC去除率.通过电子自旋捕集技术(ESR)检测两种反应体系中产生的活性中间体,发现在两种体系中均有高活性的羟基自由基生成,ACF阴极体系中产生的羟基自由基的量远远高于阳极体系产生量,这是阴极体系有机物矿化效果较好的根本原因.还对电流强度和初始pH的影响进行了研究,并对两个体系反应机理进行了讨论.

臭氧高级氧化技术处理酸性红B染料废水

目的研究臭氧氧化技术处理酸性红B染料废水的效果,并探讨O3投加量、废水的初始pH值、H2O2和O3物质的量比对臭氧氧化处理酸性红B染料废水效果的影响.方法依据臭氧高级氧化的机理,在实验室反应器中通过实验考察在臭氧氧化处理酸性红B染料废水过程中,控制不同的O3投加量、废水的初始pH值、H2O2和O3物质的量比对酸性红B染料废水的色度和COD去除率的影响.结果在pH=7的条件下,单一臭氧氧化30 m in时,废水的色度和COD去除率分别为99.5%和37.9%;而废水的初始pH值控制在11左右时,COD去除率有较大提高.O3/H2O2氧化工艺,适宜的H2O2和O3物质的量比为0.6,氧化处理30 m in废水的COD去除率可达53.5%.结论O3高级氧化能够有效降解酸性红B染料废水,在臭氧反应体系中投加H2O2可以明显提高降解速率,缩短处理时间,降低O3耗量.

电化学方法降解酸性红B研究

研究了成对电氧化技术降解酸性红B染料废水过程 .通过高效液相色谱 (HPLC)对阴阳极室降解过程中的产物进行了检测 ,结合UV Vis变化曲线及TOC、CODCr变化过程 ,发现阳极室脱色比较快 ,生成多种中间物质 ;阴极室中间产物很少且降解更完全 .电解 1 40min时阴极室中TOC和CODCr去除率分别达到 71 70 %和 5 6 40 %,而阳极室中去除率分别为 2 5 1 5 %和 2 7 5 7%.实验结果表明 。

酸性红B染料的阴极氧化降解机理

以Pt/C气体扩散电极为阴极,对pH=3的60mg/L酸性红B溶液进行双室电解,8V下电解80min后,酸性红B溶液在阴极室的脱色率和COD去除率分别为94.2%和66.8%,而酸性红B溶液在阳极室的脱色率和COD去除率分别为73.3%和56.6%,表明O2能在阴极室还原为H2O2和.OH来氧化降解酸性红B.通过红外光谱和GC-MS对酸性红B在阴极室的降解中间产物进行了分析,检测出20种中间产物,包括14种酯、3种酸和3种含—NO2或N—OH基团的物质,给出了酸性红B染料在阴极室的可能降解路径.

采用气体扩散电极降解酸性红B研究

采用Pt/C气体扩散电极(GDE)为阴极,对酸性红B溶液进行单室电解和双室电解.单室电解中,以GDE为阴极,效果远优于石墨阴极,H2O2生成量为石墨阴极的10倍,在pH=1时,具有最好的处理效果,电解40min,脱色率为78.3%.通过分室电解,对酸性红B的降解机理进行了分析,阳极区为阳极的直接氧化,受pH值、Fe2+和O2的影响较小;气体扩散阴极为通过还原O2生成H2O2,然后分解为羟基自由基,氧化有机物,受pH值,Fe2+,O2的影响较大.当pH=3,Fe2+浓度为50mmol·l-1,空气流量为180L·h-1时,电解80min,阴极区的脱色率为94.2%,COD去除率为66.8%,而阳极区的脱色率为73.3%,COD去除率为56.2%,电流在阳极区和阴极区的利用效率加起来计算的“表观电流效率”达到145.3%.

超声辅助Fe_3O_4活化过一硫酸盐降解酸性红B

含偶氮型染料废水色度高、降解困难,对环境危害大,采用传统水处理方法难以达到严格的工业废水排放要求。本文选取典型偶氮染料酸性红B为研究对象,采用超声辅助Fe3O4活化过一硫酸盐的高级氧化方法进行处理。以酸性红B染料废水的色度去除率为指标,研究Fe3O4投加量、PMS投加量、超声功率、超声频率、初始染料浓度、溶液初始pH等参考对降解效果的影响规律及该法的适用范围。实验获得最优的酸性红B处理条件为Fe3O4 1.0g/L,PMS 60mmol/L,超声频率50kHz,超声功率80W。结果表明,该法可在pH为3.5-8.5范围中适用,能处理初始浓度1g/L酸性红B溶液。实验还研究了催化剂循环利用性能,发现重复3次的时候色度去除率仍然可以保持在95%以上。该研究结果可为偶氮型染料工业废水的处理提供技术指导。

Fenton试剂催化氧化法处理模拟酸性红B染料废水

采用Fenton试剂催化氧化处理用酸性红B配制的模拟偶氮染料废水,考察了影响处理效果的主要因素,并探讨了酸性红B降解的动力学。实验结果表明,Fenton试剂催化氧化处理酸性红B废水的最佳工艺条件为:H_2O_2加入量49.0 mmol/L,Fe^(2+)加入量2.0 mmol/L,反应温度25℃,初始废水pH 3～6。在此最佳工艺条件下反应5min时,酸性红B去除率为99.8%,COD去除率为62.3%;反应60 min后,酸性红B去除率为99.9%,COD去除率为80.0%。Fenton试剂催化氧化降解酸性红B的反应符合二级反应动力学规律。

沼泽红假单胞菌H3对酸性红B_(2GL)染料的厌氧脱色和降解作用

从印染厂污泥中分离到一株沼泽红假单胞菌（ＲｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｐａｌｕｓｔｒｉｓＨ３），在光照厌氧条件下该菌生长细胞可将１００ｍｇ／Ｌ酸性红Ｂ２ＧＬ染料去除到３０ｍｇ／Ｌ．完整细胞脱色的最适条件为ｐＨ７０，温度３０℃，细胞浓度２０—２５ｍｇ／ｍＬ（湿重）．低浓度的阳离子对脱色影响不大．在通Ａｒ气使严格厌氧和加有还原性辅酶Ｉ的条件下无细胞提取液的脱色活性最高，比活率为１５４×１０－２ｍｇ／（ｍｇ·ｈ）．根据降解产物的分析，推断了该菌对酸性红染料的降解代谢途径．

高铁酸钾联合H_2O_2对酸性红B废水的预处理试验研究

应用高铁酸钾与H2O2对酸性红B废水进行预处理,在2.5×10-4mol/L的酸性红B染料废水中,先加入10-4mol/L高铁酸钾反应3 min,再加入0.02 mol/L H2O2,pH控制在3.5,废水的色度去除效率达99%以上,CODcr的去除效率为75%左右.高铁酸钾与H2O2联用降解酸性红B,分别比单独使用H2O2与单独使用高铁酸钾的效果好.推测原因可能有高铁酸钾的氧化性、高铁酸钾的还原产物与H2O2形成的芬顿试剂与铁离子的絮凝综合所起的作用.

纳米铁降解水中偶氮染料酸性红B的动力学研究

采用硼氢化钠与硫酸亚铁液相还原法制备纳米铁,用制得的纳米铁降解水中偶氮染料酸性红B,对降解动力学规律进行了探讨。结果表明,纳米铁对酸性红B的降解过程符合表观一级反应动力学规律,表观速率常数随纳米铁用量的增加、pH的降低和反应温度的升高而增大。表观活化能为25.68kJ/mol。在相同实验条件下,纳米铁对酸性红B的降解速率比普通铁提高了4.7倍,反应活化能降低了65%。

旋转填充床中均相催化臭氧化处理酸性红B染料废水

以超重力旋转填充床(RPB)作为反应装置,研究了Fe^(2+)离子作为催化剂的情况下,臭氧高级氧化技术处理酸性红B染料废水的效果。考察了旋转床转速、pH值、Fe^(2+)离子浓度、气体流量和液体流量等因素对脱色率的影响。实验表明,在酸性条件下均相催化臭氧化方法的脱色率明显高于臭氧单独处理,酸性红B的脱色率随着转速的增加而增加。当RPB转速为800r/min,液体pH为2,Fe^(2+)浓度为0.5mmol/L,气体流量为2L/min(O_3浓度为64.0mg/L),液体流量为20L/h时,酸性红B的脱色率可达到97%以上。

TiO_2体系对酸性红B的催化超声降解过程的影响

采用处理过的市售的锐钛型和金红石型纳米TiO2作为声催化剂,低功率的超声波作为激发源,研究了纳米TiO2对酸性红B催化超声降解过程的影响。结果表明:锐钛矿纳米TiO2和金红石型纳米TiO2对酸性红B有着不同的超声降解过程。锐钛型纳米TiO2以空穴氧化为主,使酸性红B脱色和降解过程同时进行,而金红石型纳米TiO2则以自由基氧化为主,是先脱色后降解。锐钛型纳米TiO2降解效果明显优于金红石型纳米TiO2。单纯超声照射下酸性红B没有明显的脱色和降解过程发生。因此,锐钛型纳米TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景。

纳米TiO_2光催化降解酸性红B的实验研究

采用偶联剂法在聚丙烯多面球表面负载化纳米TiO2,在高压汞灯照射下,以酸性红B染料为研究对象,采用光催化氧化法进行降解处理;研究了溶液初始浓度、H2O2和Fe3+投加量、pH以及光照强度等因素对酸性红B染料降解效果的影响。

电化学在线制备高铁氧化脱色偶氮染料酸性红B的研究

模拟染料废水自身的碱度为电化学在线制备高铁提供了碱性环境,研究高铁氧化酸性红B.结果表明,在氢氧化钠投加量为10g,电流强度为1A,连续搅拌的条件下,酸性红B在3h后的脱色率可达到90%以上,增大酸性红B的初始浓度,脱色去除率可达到同样的效果,但高铁在单位时间内处理的量相对增大,高铁在线脱色酸性红B的化学氧化反应符合一级反应动力学,同时,根据UV-Vis谱图和模拟电极反应进程对电化学生成高铁氧化酸性红B的降解机理作了初步的探讨.

采用双氰胺甲醛缩聚物混凝去除水中酸性红B染料的研究

以双氰胺和甲醛为原料制备了聚合双氰胺甲醛，并对其进行红外光谱表征。采用聚合双氰胺甲醛与硫代硫酸钠共同作用对酸性红B染料溶液进行混凝脱色实验。对比了单独使用聚合双氰胺甲醛，以及聚合双氰胺甲醛与硫代硫酸钠共同作用的脱色效果。探讨了硫代硫酸钠和聚合双氰胺甲醛的用量以及pH值对脱色率的影响。结果表明，投加硫代硫酸钠可以明显地提高聚合双氰胺甲醛的脱色率，增大絮凝范围，使絮凝剂对pH值的变化有很强的适应性，pH值为7～12的范围内，脱色率均能维持在96％以上。此外，还对混凝脱色的机理进行了研究。

表面改性Fe_3O_4去除水中酸性红B的研究

采用氢氧化铁沉淀法对商品Fe3O4细粉进行了表面改性,以酸性红B(ARB)为模型化合物研究了改性Fe3O4的吸附性能,并对Fenton氧化法再生吸附饱和的吸附剂进行了初步探索.结果表明,改性后的Fe3O4磁性基本不变,而其比表面积增加到原来的5倍.酸性条件有利于对ARB的吸附,最大吸附容量较改性前增大了近3倍,并且吸附速率快,20min即可达到平衡.对平衡吸附实验数据进行线性拟合,表明它们均能很好地符合Langmuir吸附模型.Fenton试剂可以有效的将被吸附的染料完全氧化,同时再生吸附剂,再生后吸附剂的吸附能力有所提高.因此,经表面改性的Fe3O4具有较好吸附性能、易于用磁分离法回收、并可再生循环使用.

一体式光催化-膜分离反应器处理酸性红B染料废水

在自制的新型一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器中进行降解酸性红B染料废水实验.结果表明:TiO2对酸性红B的吸附能力较低,且受废水初始浓度和溶液pH值的影响;一体式反应器多光源布置有利于反应器的稳定运行;内循环流速越大、TiO2悬浮浓度越低,则膜通量衰减越慢,其中内循环流速为主要影响因素;一体式反应器可长期、稳定地处理酸性红B废水.