Fe@Cu-Ni材料降解罗丹明B的机理与途径

文章采用直接还原法制备了Fe@Cu-Ni微电解材料,并探究了其对罗丹明B(Rh B)的降解效果。采用SEM、XRD和XPS对Fe@Cu-Ni进行了表征,分析了Fe@Cu-Ni对Rh B的降解机理和降解路径。Fe@Cu-Ni的枝晶结构为电子传递和富集提供了发散路径,有利于电荷转移。电子转移通道末端的Cu_(2)O和Fe与Ni掺杂对氧还原反应生成H_(2)O_(2)起着重要作用。由原位产生的H_(2)O_(2)催化生成的·OH是降解Rh B的关键活性物质。通过LC-MS/MS对Rh B的降解中间体进行了鉴定,结果表明,Rh B的降解主要来自于·H和·OH的协同作用。当pH=2、Fe@Cu-Ni催化剂用量为0.5 g/L、Rh B初始浓度为20 mg/L时,Rh B的降解效率可达98.7%。该研究强调了Fe@Cu-Ni复合材料在消除染料残留方面的潜力。

铁碳微电解填料对人工湿地反硝化作用的影响

为探究铁碳微电解原理对人工湿地系统中反硝化作用的影响,利用液相还原法制得活性炭表面负载零价铁(Fe~0)材料,以填料不同投加配比,搭建垂直流人工湿地模拟小试装置,分别有1号纯砾石、2号砾石+3%铁碳、3号砾石+8%铁碳,观察每日进出水水质情况。结果表明:投加初期,2号与3号装置对硝态氮的去除效果显著,几乎可实现全部转化;填料表面Fe元素会伴随水流有一定损耗,且投加量越大损耗越高;两装置分别在18d和21d后出水水质达到稳定状态,硝态氮浓度稳定在11mg/L和13mg/L,略低于空白装置。

铁碳芬顿耦合处理硫氰酸盐废水及其机理探究

工业废水中硫氰酸盐是一种危害环境和人类健康的有毒物质,因难以降解等特性增加了废水处理难度。文章通过将微电解与芬顿耦合,并优化工艺参数,实现硫氰酸盐(SCN^(-))废水的高效处理。在微电解曝气量为1.5 L/min条件下,将pH值控制在3~4之间反应90 min,之后向出水中加入8 mL/L 30%H_(2)O_(2)溶液,磁力搅拌反应30 min,可使SCN^(-)浓度从508.3 mg/L降低至16.8 mg/L,去除率达到96.7%,继续反应至60 min可完全去除SCN^(-)。反应机理为:微电解产生的少量·OH将部分Fe^(2+)氧化为Fe^(3+),与SCN^(-)形成配合物Fe(NCS)_(6)^(3-),经氧化形成微量CN^(-),进一步矿化为NH_(3)和CO_(2)并挥发。芬顿阶段生成的大量·OH,将剩余CN^(-)及SCN^(-)全部氧化为CNO^(-),最终形成NO_(3)^(-)和N_(2)。该研究揭示了铁碳芬顿处理硫氰酸根的降解机制,为含硫氰酸盐废水提供了一种新的处理方法。

铁碳微电解串联天然沸石去除黑臭水体中的总氮

采用铁碳微电解串联天然沸石技术,研究了去除黑臭水体中总氮的问题.结果表明:(1)通过静态实验确定的最佳处理设计为,进水pH=3,m(Fe)/m(C)比为2∶1,铁碳微电解反应层水力停留时间为120 min,沸石层水力停留时间为40 min,反应柱总的水力停留时间为160 min.(2)动态实验中NH_(4)^(+),NO_(3)^(-)和TN去除率分别保持95%,92%和90%左右,可持续处理300 h以上.(3)中试实验中TN,NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的平均去除率分别为83.04%,91.85%和88.60%,TP和COD的平均去除率分别为83.2%和89.7%.

铁炭微电解深度处理废纸造纸废水的参数优化及其效果研究

利用铁炭微电解技术对废纸造纸废水进行深度处理,根据单因素实验确定反应最佳参数条件,结合实验结果利用响应面实验对工艺参数进行优化,并在最优条件下通过三维荧光光谱、GC-MS对废水水质进行分析.结果表明:铁炭微电解工艺的最佳处理条件为初始pH=3.0、填料添加量255 g·L^(-1)、反应时间120 min、曝气量0.9 L·min^(-1),在此条件下COD去除率为32.14%;响应面实验分析得到最佳工艺条件下计算的COD去除率最大预测值为34.57%,与实验结果基本一致;三维荧光分析结果表明铁炭微电解工艺对废纸造纸废水中腐殖酸类物质降解效果显著,GC-MS分析表明,经铁炭微电解处理,废水中二十烷的相对含量从原水的43.31%降低至4.79%,但同时会伴随有少量新污染物的产生.

头孢菌素类抗生素制药废水处理工程实例

针对头孢菌素类抗生素制药废水成分复杂、COD浓度高、含盐量高、生化性差等特点,采用“脱气塔+微电解+芬顿+混凝沉淀+蒸发+水解酸化+厌氧+缺氧+接触氧化+MBR+混凝沉淀”组合工艺对头孢菌素类抗生素制药废水进行处理。工程运行结果表明,该工艺对COD、NH_(3)-N、TP、盐度的去除率分别可达99%、94%、99%、99%,该组合工艺处理效果好、运行稳定、抗冲击负荷能力强,出水水质满足园区污水处理厂接管要求。

微电解协同氧化技术深度降解三氯乙烯和1,4-二恶烷复合污染

三氯乙烯(TCE)是地下水中分布较普遍且难以降解的一类污染物,具有密度大、迁移能力强、相对持久及生物难降解等性质,常见的地下水修复技术存在TCE去除效率低、成本高的问题。此外,在大多数TCE污染场地地下水中常发现有氯代烃稳定剂1,4-二恶烷(1,4-D)的伴生污染且难以综合去除。当前,基于过硫酸盐的高级氧化技术因其高效、经济、环境友好等优点备受青睐,是一种降解有机污染最有效的技术之一。研究以铁碳原电池(n ZVI/C)为活化剂,过氧化钙(CP)为增强剂,柠檬酸/过硫酸钠(CA/PS)为氧化剂构建了一种新型的微电解-氧化耦合技术体系(n ZVI/C/CP-CA/PS)探究水中高浓度TCE的降解。考察了不同修复体系类型、药剂投加比、间隔投放时间及反应温度对降解TCE的影响,并初步探究了耦合体系对TCE及1,4-D复合污染的去除效果。试验结果表明:在室温为20℃,间隔时间为3h,活化剂n ZVI/C、增强剂CP与氧化剂CA/PS摩尔投加比为35∶0.5∶26的条件下,初始质量浓度为10000μg/L的TCE经n ZVI/C/CP-CA/PS耦合体系处理6h后,出水浓度满足了《地下水质量标准》(GB/T14848—2017)中Ⅳ类水要求,去除率接近100%。降解机制说明TCE在活性炭吸附及n ZVI/C/CP原电池的还原脱氯作用下优先发生部分降解,随后通过原电池及其产物进一步活化CA/PS氧化剂产生·OH和SO_(4)·^(-)等强氧化性自由基起到深度降解的目的,从而使TCE的浓度进一步降低,且降解过程符合零级反应动力学。该试验表明n ZVI/C/CP-CA/PS耦合体系对高浓度TCE的降解兼具高效及经济双重优势,并在TCE及1,4-D复合污染场地的修复中具有较大的应用潜力,有助于推进该耦合体系在有机污染水处理行业的应用与发展。

铁碳微电解-IC-AO工艺处理中药制药废水工程实例

针对中药制药废水污染物浓度高,可生化性较差的特点,设计采用铁碳微电解-IC-AO组合工艺进行处理。运行结果表明,中药制药废水的COD、BOD_(5)、SS、NH_(3)-N、TP的质量浓度分别从9437.5、1524.5、562.0、64.6、15.5 mg/L下降至285.0、86.0、48.3、15.0、1.5 mg/L,去除率分别达到96.98%、94.36%、91.41%、76.78%、90.32%,出水稳定达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》三级排放标准和工业园区污水处理厂接管标准限值要求。

铁碳微电解+Fenton处理二硝基丙烷模拟废水研究

本文采用铁碳微电解+Fenton处理二硝基丙烷模拟废水。首先,研究了单独铁碳微电解处理二硝基丙烷废水的效果,考察了铁催化剂的投加量、铁碳比对二硝基丙烷模拟废水COD去除率的影响。其次,考察了Fenton氧化技术中的H_(2)O_(2)投加量、FeSO_(4)·7H_(2)O投加量对二硝基丙烷模拟废水COD去除率的影响。最后,采用Fenton法进一步处理在铁碳微电解最优工况下的出水,考察了H_(2)O_(2)投加量、FeSO_(4)·7H_(2)O投加量对二硝基丙烷废水COD去除率的影响。实验表明,微电解+Fenton氧化组合工艺的最佳工艺参数为:在微电解最优工况下的出水基础上,H_(2)O_(2)投加量为1500 mg/L、FeSO_(4)·7H_(2)O投加量为1.99 g/L。对比了三种工艺的COD去除率,并进行了紫外-可见光光谱分析,得出了微电解+Fenton氧化组合工艺的可行性和高效性,COD去除率达到了98.5%,实现了二硝基丙烷废水的高效处理。

微电解-芬顿-水解酸化-MBBR组合工艺在溴阻燃剂废水处理中的应用

溴阻燃剂废水具有难降解有机物含量高、废水毒性大、COD_(Cr)浓度高、B/C低、可生化性差的特点,处理难度大,采用微电解-芬顿-水解酸化-MBBR组合工艺对山东某化工有限公司污水处理站进行改造,代替原有的活性污泥工艺,系统运行结果表明:经组合工艺处理后溴阻燃剂废水的COD_(Cr)质量浓度由7 500 mg/L降到800 mg/L,COD_(Cr)去除率接近90%,去除效果明显,并且系统能够长时间连续稳定运行,说明该组合工艺在溴阻燃剂废水处理中具有一定的推广应用价值。

微电解技术对调相机站循环冷却水降垢杀菌作用的试验研究

采用微电解方法处理调相机站循环冷却水,研究了微电解电流密度和水力停留时间对冷却水硬度和杀菌效果的影响。结果表明,水质硬度去除率与微电解电流密度和水力停留时间正相关。在电流密度为0.1 mA/cm^(2)的条件下,当水力停留时间从10 min增加到20 min时,循环水硬度去除率从1.39%提高到2.77%。在水力停留时间为10 min的条件下,当电流密度从0.02 mA/cm^(2)增加到0.3 mA/cm^(2)时,循环水硬度去除率从0.2%提高到6.9%。当水力停留时间为15 min,电流密度达到0.43 mA/cm^(2)时,杀菌率达到99.55%。试验表明延长水力停留时间或者增加电流密度,杀菌效果相应地随之增强。在实际工业应用中,可以根据实际需要来调节加在电极上的电流、电压及水样在装置中的水力停留时间,以达到合适的水质硬度去除率和杀菌效果。

铁碳微电解-芬顿-厌氧-好氧等组合工艺处理原料药废水的中试研究

考虑到高浓度原料药生产废水具有高COD、高毒性、可生化性差的特点,单纯采用生化处理工艺很难使出水水质稳定达标排放,首先采用铁碳微电解和Fenton氧化工艺对原料药废水预处理,再通过厌氧-好氧-臭氧氧化等多级组合工艺进行深度处理。经过多次中试试验,验证该组合工艺具有经济和技术的可行性,出水水质的COD浓度可达到60 mg/L以下,并为实际工程工艺稳定运行提供最优参数。

Mn促进Fe/C微电解反应速率及降解污染物机理

为了扩宽铁炭微电解工艺的适用范围及提高处理效率,以铸铁屑、椰壳活性炭为原料,添加Mn构建Fe/Mn/C三元微电解体系处理甲基橙(MO)模拟染料废水。利用SEM-EDS、FTIR及Raman光谱分析了Fe、Mn和活性炭表面形貌及元素组成,采用UV和三维荧光光谱(EEM)探究了有机物成分的变化,对比了Fe/Mn/C和Fe/C微电解体系对MO的降解效果,揭示了Fe/Mn/C三元微电解体系降解MO的反应机理和反应动力学。结果表明,反应后的Fe、Mn和炭填料表面存在铁氧化物、铁氢氧化物及锰氧化物,Fe/Mn/C三元微电解体系可断裂MO的氮氮双键,破坏苯环结构。MO的降解过程符合准一级反应动力学模型;Fe/Mn/C微电解体系对MO降解的反应速率常数由Fe/C微电解体系的5.7381×10^(-4)min^(-1)提高至9.3834×10^(-4)min^(-1),降解速率和降解效果显著优于Fe/C微电解体系。

基于微电解法的高浓度有机化工废水处理技术

在工业生产与日常生活影响下,我国的很多淡水水域受到有机化工材料的污染,已经无法使用,为减少水域污染,基于微电解法设计高浓度有机化工废水处理方法。准备相关试剂与仪器与实验反应原理,配置有机化工废水,制备电解质填料,设计废水检测方法,获取吸收光峰值,设置降解率计算方法,得到各参数下有机化工废水的处理结果。实验数据显示,铁碳比为6∶1,填充物质比例在40%~50%之间,且高温炉的煅烧温度为300℃时,废水的处理效果最好,有机化合物的降解率达到最大值。

铁泥资源化实现铁厌氧氨氧化及其机理初探

以铁碳微电解废铁泥为原料制备轻质烧结陶粒填充于厌氧生物反应器中,在实现废铁泥资源化利用的同时实现了低C/N废水的氨氮厌氧氧化.反应器经过60d的驯化,出水趋于稳定,NH_(4)^(+)-N平均去除率接近100%,TN平均去除率为14.19%,NH_(4)^(+)-N在反应器中实现了厌氧氧化,出水中的N元素以NO_(3)^(-)-N为主.反应器中的Fe-N耦合作用机制分析表明在反应器底部主要发生的生化过程为有机物水解、异化铁还原和NDFO反应,中部主要发生Feammox和NDFO反应,顶部主要发生NDFO反应.

铁碳微电解材料微污染水体净化试验研究

我国部分城市中小河湖由于流量小、补水少等原因,形成了微污染水体,此类水体自净能力弱,易发生富营养化和黑臭等现象,从而影响城市水体的水生态环境功能和景观使用功能。文中使用自制铁碳微电解材料开展微污染水体修复试验研究。首先通过小试试验筛选最佳工艺条件,即材料投加比为10∶100(材料体积∶水体积)、反应初始pH值为7.0和反应时间为8.0 h,此条件下NO-3-N、TN、TP及叶绿素a的去除率分别达到97.2%、86.3%、99.1%和68.8%。随后利用该微电解材料开展实际自然景观微污染水体原位修复试验,通过铁碳微电解材料的投加,水体中的氮、磷含量大幅度减少,并可原位持续修复70 d以上,水体中氨氮、TN和TP去除率分别达到94.9%、81.4%和高于91.0%。与此同时,微电解的电化学特性对藻类细胞表现出良好的抑制作用,叶绿素a质量浓度由初始的288.64μg/L降至59.60μg/L,去除率达到79.0%以上,并随着修复时间的延长含量持续降低。该研究扩大了铁碳微电解技术的应用范围,为微污染水体净化领域提供新的技术方法。

制药废水的响应面法优化O_(3)/Fe-C微电解预处理工艺

研究将O_(3)与Fe-C微电解工艺相耦合,以浙江某大型制药企业产生的废水为研究对象,进行耦合工艺小试试验。分别探究了Fe-C球投加量、初始pH和O_(3)剂量3种主要因素,采用响应面法(RSM)对工艺参数进行了优化。得出了工艺最佳参数为:Fe-C球投加量为592 g/L,pH值为5.9,O_(3)剂量为285 mg/(L·h),处理后CODCr质量浓度为1092 mg/L,去除率可达48.61%。3种因素对耦合工艺的影响程度为Fe-C球投加量>O_(3)剂量>初始pH,对应的F值分别为509.59、30.54、11.48。该工艺相较于传统的微电解工艺,具有更高的CODCr去除效果,可推广应用于工业中制药废水的预处理。

铁碳微电解-A/O工艺处理丁酮肟生产废水试验研究

为了解决丁酮肟生产废水难以生化降解、常规处理工艺无法达到出水水质要求等问题,利用铁碳在酸性条件下会发生氧化还原作用的原理对丁酮肟生产废水进行预处理,主要对比了生产废料铁刨花和工业铁碳2种铁碳材料对丁酮肟生产废水的处理效果。结果表明:铁刨花和工业铁碳均可显著提高废水可生化性,ρ(BOD5)/ρ(COD)从0.17提高至0.46~0.51;预处理采用工业铁碳处理2 h后加入H2O2,组合A/O生化工艺的处理效果最好,COD的质量浓度从1881 mg/L下降为346.15 mg/L,去除率为81.6%;氨氮的质量浓度从72.88 mg/L降至31.12 mg/L,去除率为57.3%,满足园区污水处理站进水要求。

染料中间体废水处理工程实例

染料中间体废水具有高盐、高COD、高氨氮等特点,废水处理难度大。某化工企业采用预处理-生化处理的组合工艺处理该类废水,高盐废水采用活性炭吸附、MVR脱盐预处理,低盐废水采用微电解-Fenton氧化预处理,综合废水采用水解酸化-两级A/O工艺处理。工程实践表明,处理后的出水符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》表4中三级标准,并达到园区污水厂的接管要求。

树脂吸附-微电解-芬顿组合工艺在桃红R染料废水处理中的应用

在我国印染行业对人们的生活起着重要的作用,但其生产废水的排放量大,所以经济高效地处理印染废水具有重要的意义。本文以某大型染化公司的还原桃红R染料废水为处理对象,采用“树脂吸附-微电解-芬顿-蒸发”的组合预处理工艺,结果显示,经过预处理后废水的CODcr总去除率94.6%,TDS去除率99.6%,出水接近无色透明,B/C比由原来的<0.1提高到>0.3,可生化性显著提高,保证了后续生物处理单元的稳定运行。