超声-类Fenton活化制备碳基催化剂及黄药降解

通过构筑超声-类Fenton体系改性污泥基活性碳,经焙烧后得到高效、稳定的非均相Fenton催化剂,并能有效降解丁基钾黄药类废水。在优化和确定最佳制备条件的基础上,运用SEM、EDX、FT-IR和XRD等方法对合成样品进行表征,同时探究其降解性能。实验结果表明:最佳的前驱体制备条件为以硫酸调节活化体系pH值,活性炭与FeSO_(4)·7H_(2) O的质量比为1∶0.7,搅拌后加入过硫酸钾与铁的摩尔比为1∶0.5,焙烧后得到表面粗糙的催化剂。成功引入磺酸基团于催化剂中,出现Fe_(2) O_(3)结晶颗粒,铁质量分数从0.08%增加到46.65%。铁元素和炭载体之间形成化学键Si—O—Fe,具有较好稳定性。在循环使用5次后,对于黄药的降解率仍保持在82%以上。市政污泥可作为非均相Fenton催化剂载体的来源,推动污泥资源化利用,实现以废治废。

Cu_(2)O/Ag/g-C_(3)N_(4)复合材料制备及其光催化降解抗生素性能

采用水热法和原位光还原法制备一系列Cu_(2)O/Ag/g-C_(3)N_(4)复合材料,采用XRD、IR、PL等对复合材料进行表征,并测试其光催化性能。结果表明,Ag和Cu_(2)O成功负载到g-C_(3)N_(4)表面,且没有破坏g-C_(3)N_(4)的结构;当溶液pH=6时,20 mg 15%-Cu_(2)O/Ag/g-C_(3)N_(4)对四环素降解率为94.3%。·OH、·O_(2)^(-)、h^(+)对Cu_(2)O/Ag/g-C_(3)N_(4)降解四环素起主要作用。光催化性能提升的原因可能是由于Ag和Cu_(2)O的加入形成异质结,增大g-C_(3)N_(4)的比表面积,降低其带隙能,使其在可见光区的吸收增强,抑制光生电子-空穴对的复合,提高了g-C_(3)N_(4)光催化性能。

FENTON流体化床与曝气生物滤池联合在造纸废水提标改造中的应用研究

本文对四川德阳某造纸厂造纸废水深度处理扩容及提标改造项目工程案例进行了论述,选用FENTON流体化床与曝气生物滤池联合的主体处理工艺对造纸废水进行深度处理提标改造,废水从《制浆造纸工业水污染物排放标准》GB3544-2008表2造纸企业排放标准提升至《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》DB51/2311-2016表1“工业园区集中式污水处理厂”排放限值。本工艺具有较高的难降解污染物去除效率,较强的抗冲击负荷能力,以及相对稳定的出水水质,具备良好的应用价值,同时具有较低的运行费用。

三维电极-电Fenton法处理垃圾渗滤液

研究了以活性炭和涂膜炭为填充电极的三维电极-电Fenton法处理垃圾渗滤液的影响因素和处理效果.通过单因素试验确定的最佳电解条件为:电流密度57.1,mA/cm2,曝气量0.2,m3/h,Fe(Ⅱ)投加量1.0,mmol/L,初始pH为4.0.在此条件下电解180,min后,COD、氨氮和色度去除率分别达80.8%、55.2%和98.6%,BOD5/COD由0.125提高至0.486.由GC-MS分析结果可知,三维电极-电Fenton法对垃圾渗滤液中芳烃、烷烃、羧酸和酯类等有机物具有很好的降解效果,能有效处理垃圾渗滤液.

非均相光Fenton降解4-氯酚的研究

制备了以Al2O3/TiO2为载体的负载型铁氧化物催化剂,对催化剂进行SEM、XRD、UV-vis-DRS和XPS分析,考察H2O2投加量、催化剂投加量、4-氯酚初始质量浓度对4-氯酚处理效果的影响,分析了非均相光Fenton体系的氧化机理。结果表明,所制备的负载型铁氧化物催化剂为α-FeOOH与γ-Fe2O3的混合物,其表面存在较多的颗粒和孔穴,吸附性强,具有很高的催化活性。H2O2、铁氧化物催化剂、紫外灯之间存在协同作用,所构成的非均相光Fenton体系对4-氯酚具有良好的去除效果。其反应机理为表面催化,催化剂表面的Fe(III)在光照的作用下被还原为Fe(II)。在催化剂投加量为1 g/L,H2O2浓度为7.84 mmol/L时,对4-氯酚的降解效果达到最佳,反应进行30min后4-氯酚的去除率大于99%,反应1 h矿化度可达91.4%。

三维电极-电Fenton法去除垃圾渗滤液中有机物

采用三维电极-电Fenton法处理垃圾渗滤液,考察了垃圾渗滤液中有机物去除的影响因素及处理效果,优化了实验条件,并探讨了有机物的降解机理。结果表明,电流密度、极板间距、初始pH、Fe2+投加量、曝气量等参数对垃圾渗滤液中化学需氧量(COD)和总有碳量(TOC)的去除率均有一定的影响,其最佳运行参数为:电流密度57.1mA/cm2、极板间距10cm、初始pH为4.0、Fe2+投加量1mmol/L、曝气量0.2m3/h,在此条件下,COD和TOC的去除率分别达80.80%和73.26%。气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)定性分析结果显示,电解对垃圾渗滤液中芳烃、烷烃、羧酸、酯类等主要有机物具有很好的去除效果,可生化性(BOD5/COD)从电解前的0.125增大到0.486,有利于后续的生化处理。

Fenton氧化-活性炭吸附协同深度处理抗生素制药废水研究

采用Fenton氧化-活性炭吸附协同处理工艺对抗生素制药废水二级生化出水进行了研究。探讨了温度、pH值、H2O2投加量、Fe2+投加量、反应时间,活性炭投加量及投加方式对COD去除率的影响。结果表明:在温度为30℃,pH值为5,H2O2(30%)投加量为300mg/L,FeSO4·7H2O投加量为80mg/L,反应时间为120min,活性炭投加量为50mg/L且与Fenton试剂同时加入时,COD去除率可达68.5%,处理出水达到了国家一级排放标准。

电-Fenton法处理4-氯酚废水

采用电解法对 4 氯酚废水进行了处理。以活性炭纤维 (ACF)为阴极 ,铁为阳极 ,并向阴极不断通入空气 ,电解过程中生成的H2 O2 与阳极溶解的Fe2 + 形成Fenton(芬顿 )试剂 ,Fenton试剂在电解的过程中可以产生大量活性羟基·OH ,能够很好地氧化降解废水中的 4 氯酚。在最佳试验条件下 :室温 ,氯酚浓度为 5 0mg/L ,电解时间为 6 0min ,pH值为4 5 ,电流密度为 15 38A/m2 ,Na2 SO4浓度为 3g/L时 ,4 氯酚去除率为 85 70 %。

微波-改性活性炭-Fenton试剂氧化法降解水中2,4-二氯酚

以经Fe2(SO4)3溶液浸渍改性的活性炭作催化剂、Fenton试剂作氧化剂,采用微波-改性活性炭-Fenton试剂氧化法降解水中的2,4-二氯酚。考察了改性活性炭加入量、H2O2与Fe2+摩尔比、Fenton试剂加入量、微波功率和2,4-二氯酚溶液初始pH对2,4-二氯酚降解效果的影响。在改性活性炭加入量1.0g/L、n(H2O2):n(Fe2+)=16.7(H2O2加入量6.0mmol/L、Fe2+加入量0.36mmol/L)、Fenton试剂加入量为6.36mmol/L、微波功率600W、微波辐射时间10min、2,4-二氯酚溶液初始pH为6.0的条件下,2,4-二氯酚降解率和TOC去除率分别可达98.7%和84.0%。

Fenton试剂氧化法修复2,4-二氯酚污染土壤的研究

在泥浆体系中采用Fenton试剂氧化法修复2,4-二氯酚(2,4-DCP)污染的土壤。在恒温、避光条件下,研究2,4-DCP在泥浆体系中的解吸作用,并考察过氧化氢、硫酸亚铁、pH值、水土比、磷酸二氢钾、腐殖酸(HA)等因素对2,4-二氯酚去除效率的影响。试验结果显示,2,4-DCP在泥浆体系中有较高的解吸速率;2,4-DCP的解吸效率与水土比有关,水土比越大,解吸效率越高。研究表明:Fenton试剂氧化法能够有效地去除土壤中的2,4-DCP,过氧化氢和铁的最佳质量比为5:1,最佳pH值范围为2-3;水土比越大,2,4-DCP的去除效果越好;在pH=3时,磷酸二氢钾浓度、腐殖酸投加量和催化剂种类对2,4-DCP的去除效率影响很小。

Fenton氧化膜-生物反应器出水中丙烯腈的实验研究

采用膜-生物反应器和Fenton氧化组合工艺对丙烯腈废水进行处理。从GC/MS测量结果来看,膜-生物反应器出水中主要物质为2,6双(二甲基 乙基) 4 酚、苯二甲酸和硝基苯二甲酸,均为生物难降解有机物,使出水不能达标。后续Fenton氧化工艺处理膜生物反应器出水,可以使COD含量等指标达到所要求的排放标准。经过膜 生物处理与Fenton法结合的优化工艺,COD去除率达到80%～88%,BOD5去除率达到98%,出水水质可达排放标准。Fenton氧化工艺的最佳工艺条件为:pH值为3 4,硫酸亚铁的投加量为700mg/L,双氧水的投加量为600mg/L。

Cu^(2+)强化Fenton反应氧化降解2,4,6-三氯酚

为强化Fenton反应氧化降解水中2,4,6-三氯酚的效能,在Fenton体系中加入另一种过渡金属离子Cu2+.结果表明:在酸性条件下,二价铜离子本身不具有类似亚铁离子催化分解过氧化氢氧化有机物的能力;将铜离子引入Fenton反应体系后,能明显提高2,4,6-三氯酚的氧化降解速率,强化过氧化氢的分解,增加TOC的去除率以及氯离子的释放;较低投量的铜离子就能有明显的强化作用;自由基抑制剂甲醇、叔丁醇对反应的完全抑制说明羟基自由基仍然是铜离子参与的Fenton反应中的主要活性物种.

Fenton氧化-混凝法处理印染废水的研究

研究了低剂量Fenton氧化-混凝法对3种不同模拟水样和实际印染废水的处理效果。结果表明,Fenton氧化-混凝法特别适合于处理成分复杂(同时含有亲水性和疏水性染料)的染料废水。pH值对Fenton氧化-混凝法的处理效果影响最大,适宜的pH值为4～6。Fe2+,H2O2及PAM的加入量与污染物浓度有关,处理前需通过实验确定。实际印染废水的处理结果令人满意,CODCr和色度的去除率分别达到84%和95%。Fenton氧化-混凝法处理印染废水效果好,成本低,操作简便,值得推广。

Fenton氧化降解2-硝基-4-甲氧基苯胺的特性和动力学特征

为探究Fenton试剂氧化降解2-N(2-硝基-4-甲氧基苯胺)的特性,通过实验室试验系统研究了初始pH、初始c(H_2O_2)、初始c(Fe^(2+))、初始ρ(2-N)和反应温度等因素对2-N去除率的影响以及动力学特征.结果表明:Fenton试剂氧化降解2-N效果显著,各试验组分别在初始pH为3.0、初始c(H_2O_2)为10 mmol/L、初始c(Fe^(2+))为1 mmol/L、初始温度为50℃、ρ(2-N)为100 mg/L时2-N的去除率相对最高,其降解过程均符合二级动力学模型;2-N去除率随温度的升高而增大,基于在不同温度下的速率常数,推导出了2-N降解的阿伦纽斯(Arrhenius Equation)经验表达式,得到Fenton氧化2-N的活化能为30.23 k J/mol.研究显示,经Fenton氧化后,2-N分子断链开环,生成多种小分子酸,最终降解为二氧化碳和水.

碳基复合电极制备和电Fenton降解4-氯酚研究

研究了石墨-PTFE和活性炭-PTFE复合电极的制备工艺,并以4-氯酚模拟废水为对象,比较了石墨-PTFE和活性炭-PTFE复合电极的吸附和电Fenton性能。结果表明,活性炭-PTFE复合电极的吸附性能优于石墨-PTFE复合电极,而石墨-PTFE复合电极的电Fenton处理效果则明显优于活性炭-PTFE复合电极。在实验条件下,电Fenton反应时间为125min时,活性炭-PTFE复合电极的4-氯酚去除率仅为5.79%,而石墨-PTFE复合电极对4-氯酚的去除率高达94.48%。

Fenton法预处理2-萘酚生产废水研究

用Fenton试剂预处理2-萘酚模拟废水。通过正交试验优化反应过程,当反应时间为40min,初始pH值为3.5,m(H2O2)/m(COD)为2,n(H2O2)/n(Fe2+)为12时,可使COD去除率达到86%。结果表明,反应温度对COD去除的影响并不显著,而H2O2的消耗速率约为COD去除速率的2.3倍。活性污泥抑制试验显示未经Fenton处理的废水EC50值为329mg/L,而预处理后的废水对活性污泥没有抑制,这说明Fenton预处理可有效消除2-萘酚废水的生物毒性。

铁/炭微电解-Fenton氧化技术处理1,2,4-酸生产废水

以6-硝(6-硝基-1,2-重氮氧基萘-4-磺酸)生产过程中产生的1,2,4-酸废水作为研究对象,将铁/炭微电解和Fenton氧化技术结合进行废水处理,研究了微电解的pH值、反应时间、反应温度、铁炭质量比、活性炭用量的影响以及Fenton氧化的pH值和H2O2用量,并进行了处理工艺的经济性分析。通过单因素实验确定1,2,4-酸废水处理的工艺条件为铁碳微电解的pH值为1时,铁碳质量比为3∶1,反应3h,过滤,调pH值为3,添加废水体积2.5%的H2O2(质量分数为30%),反应1h,电石渣调pH值7～8,过滤。该工艺对废水COD的去除率可提高到95%以上,废水处理成本5.4元/m3。

UV/Fenton法处理间-甲酚废水

利用UV/Fenton工艺对模拟间-甲苯酚废水进行了处理,研究了H2O2加入量、FeSO4加入量、pH、原水初始COD值、环境温度、反应时间等因素对COD去除率的影响。实验表明:间-甲苯酚浓度为100 mg/L、初始COD值251 mg/L的废水,在30℃下,pH为4.0,[H2O2]/[Fe2+]=15(质量浓度比),紫外灯照射3 h后,COD去除率达86.3%,若再经Ca(OH)2絮凝沉降,则COD去除率提高到92.6%。同时,对Fenton及UV/Fenton的处理效果进行了比较,实验表明:UV/Fenton的处理效果明显优于Fenton法。

Fe/CHI-MWNTs修饰石墨阴极电Fenton氧化4-硝基酚

采用硫酸亚铁溶液浸渍经壳聚糖(CHI)修饰的多壁碳纳米管(MWNTs)制备Fe/CHI-MWNTs粉末,并与石墨粉、聚四氟乙烯以一定比例混合制成Fe/CHI-MWNTs修饰石墨电极,用作电Fenton体系的阴极氧化降解4-硝基酚,探讨了浸渍FeSO4溶液的含量、反应初始pH、电流密度对电Fenton降解4-硝基酚的影响,同时考察了电极的稳定性。结果表明,用质量浓度10.0g/L的FeSO4溶液浸渍制得的Fe/CHI-MWNTs修饰石墨电极,在4-硝基酚初始质量浓度为100mg/L、初始pH为3.0、电流密度为3.0mA/cm2、电解质Na2SO4浓度为0.05 mol/L、空气曝气体积流量为0.1 m3/h的条件下,60 min时4-硝基酚的去除率达89.98%;在该体系下,90 min阴极产生的H2O2可达148μmol/L,Fe3+质量浓度为1.52 mg/L;电极可重复使用,连续使用810 min后电极的催化活性才逐渐降低。

Fenton/过硫酸盐降解水中的4-乙酰氨基酚

以Fe^(2+)作为活化剂,活化H_2O_2和过硫酸盐(PS)降解水中的4-乙酰氨基酚(AC),考察了影响降解效果的主要因素。结果表明,AC降解率随着Fe^(2+)浓度的增加而提高,随着pH的增加而降低。采用Fenton/PS体系在弱酸性和中性条件下降解AC,AC降解率可分别达到88%和61%;在pH=8时仍有32%的AC降解率,扩大了pH的适用区域。甲醇和叔丁醇淬灭实验验证了在Fenton/PS体系中降解AC,HO·是主要的反应自由基。