㈠ 如何除去苯环上的氨基。要具体流程和反应条件。
不要被人误导
重氮盐分解得到酚等物质
正确方法是用乙醇或者次磷酸还原重氮盐
㈡ 高效液相色谱法测定废水中苯胺类化合物的数据怎么处理
我们现在做液相一般都是用的面积归一法得出含量的。你要是做废水中的苯胺类得话,是不是应该用外标法或者内标法 ,只有你给出的这些数据估计是没法计算结果的
㈢ 染色污水COD和苯胺超标是什么原因(没有处理前)
一般染料的苯胺成分比较高,据我了解,纺织品染料好多都是苯胺类,所以未做除色处理的染色废水的苯胺超标很正常
㈣ 印染废水苯胺和六价铬怎么处理
除去印染苯胺废水的方法,如下:
l.传统的处理方法
1.1物理方法
(1)吸附法。吸附法是采用吸附材料处理苯胺废水的方法具有可回收利用苯胺、吸附剂可重复利用等特点。陶红等以天然岩石矿物为原料经过较简单的工艺过程合成的13X沸石分子筛用于吸附水中苯胺的实验研究结果表明13X分子筛处理含苯胺废水不仅吸附效果好而且再生能力强为实际处理含苯胺废水提供了可行性依据。
(2)萃取法。萃取法是采用与水互不相溶但能溶解污染物的萃取剂使其与废水充分混合接触后利用污染物在水中和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物的一种废水净化方法。冯旭东等口在考察有机溶剂和络合剂P204生物降解性的基础上对苯胺和间氯苯胺稀溶液进行了溶剂萃取和络合萃取的研究萃残液的BODJCOD表明选择合适的萃取剂进行萃取其萃残液无需进一步稀释就可进行生物处理论证了萃取置换法治理难降解有机废水的潜力。
1.2化学方法
(1)光催化氧化法。光催化氧化技术只需光、催化剂和空气处理成本相对较低。柯强等H以钛酸丁酯为原料、以膨润土为载体用酸性溶胶法合成TiO纳米复合物并利用该复合物作催化剂在HO存在下进行光催化降解苯胺溶液。结果表明该催化剂在UVHO系统中对苯胺溶液有很好的光催化降解效果其效果优于纯TiO。
(2)超临界水氧化法。超临界水氧化技术(SCWO)以超临界水为反应介质空气、氧气或过氧化氢等为氧化剂通过高温高压下的自由基反应将苯胺等有机物氧化为二氧化碳、水和氮气以及盐类等无毒的小分子化合物四。王景昌等C6]~IJ用一套简便实用的超临界水氧化实验装置对超临界水氧化法处理含苯胺的染料废水进行了实验研究考察了反应时间、温度、压力和初始浓度等工艺参数对苯胺降解率的影响。结果表明超临界水中的氧化反应能有效去除染料废水中的苯胺降解率可达97.2l%。
(3)二氧化氯氧化法。二氧化氯是由汉费莱·戴维于1811年发现的一种强氧化剂。于德爽等盯根据某公司染料废水处理的生产性实验研究提出了采用二氧化氯氧化去除染料废水中苯胺类物质的方法。结果表明当污水中苯胺质量浓度≥50mgL时容易引起活性污泥中毒当污水中苯胺质量浓度≤50mg/L时采用二氧化氯氧化法可以使出水苯胺质量浓度降至<2mg/L去除率达到95%左右。
(4)超声波降解法。超声技术是利用声空化能量加速和控制化学反应提高反应速率的一种新技术具有去除效率高、反应时间短、提高废水的可生化性、设施简单、占地面积小等优点。傅敏等以苯胺溶液为研究对象考察了超声时间、苯胺溶液浓度、pH、氧化剂HO的投加量等因素对其超声降解率的影响结果表明超声时间越长苯胺降解率越高苯胺初始浓度与其降解率基本成线性关系随着pH的增大降解率先增高后降低。在pH=7.3附近降解率最高对于32.23mg/L的苯胺溶液H20的投加量由0增加到1.6g/L降锯率从6.02%增加到93%再增大HO的投加量对其降解率影响不大。
(5)电化学降解法。电化学降解是通过阳极反应直接降解有机物或通过阳极反应产生羟基自由基(HO·)、臭氧类的氧化剂降解有机物这种降解途径使有机物分解更加彻底不易产生毒害中间产物更符合环境保护的要求。王玉玲等研究了以SiO2Ti为阳极降解苯胺的电化学降解特性。
1.3 生物方法
由于苯胺废水的毒性强生物降解性差现有的生化处理系统难以有效去除污染。但随着高效苯胺降解菌的筛选分离生物处理方法具有很大的潜力。苯胺类化合物受微生物作用而降解有几个共同的步骤即微生物细胞与化学物质的相互作用过程并最终代谢为简单的化合物如CO、CH 和H20[ ]等。古杏红等。采用厌氧水解一生物接触氧化法处理苯胺类化工废水并在生物接触氧化池中引入苯胺特效降解菌STR-NITRO结果表明该工艺厌氧段能增强系统耐冲击负荷能力并能有效提高废水的可生化性STR-NITRO菌能有效去除废水中的苯胺当进水苯胺为25.8mg/L时出水苯胺0.56mg/L去除率97.8%达到一级排放标准。
2 新型处理技术
2.1 超声光催化技术
超声光催化技术是以半导体光催化降解为基础通过超声波的空化效应提高光催化效率的一种协同处理技术。颐浩飞等¨s 以苯胺及其衍生物为研究对象探讨了不同有机化合物结构对超声光催化降解的影响。将苯胺及其一系列衍生物分别进行了超声光催化、光催化和超声波降解效果的比较结果表明尽管绝大多数的苯胺及其衍生物的超声光催化反应并不一定都存在协同效应但是其超声光催化的速率均分别比光催化和超声波降解的反应速率高。
2.2 声电联合技术
声电联合技术是以电化学氧化降解为基础通过超声波的空化效应提高电化学氧化降解效率的一种协同处理技术。采用超声波协同电化学氧化法处理苯胺溶液考察了超声时间、苯胺浓度、溶液pH、电解电压、电解质浓度等因素对苯胺降解率的影响。试验结果表明在超声波与电化学联合作用下苯胺降解率随降解时间的延长而提高胺浓度无论高低声电联合作用完全去除苯胺只需30min电化学单独作用完全去除苯胺约需要120 min苯胺初始浓度较低时其降解率较高随着pH的增大苯胺降解率先降低后提高pH为10左右苯胺降解率最高电解质Na2SO的浓度对苯胺降解率影响不大电解电压在4.l2V范围内。苯胺降解率随电压升高而提高电压为16v时其降解率下降。而且,声电化降解技术对电极要求不高并且即便体系的初始浓度、pH、降解电压等条件在较大范围内改变较短时间内都能达到理想的降解率因而声电化降解作为一种高效、简便的废水处理技术具有一定的应用潜力。
2.3 吸附一双催化氧化技术
吸附一双催化氧化技术是将废水用吸附剂吸附后在紫外光和氧化剂双催化作用下的一种处理技术。耿春香等n将苯胺、硝基苯废水利用吸附树脂吸附后再利用过氧化氢作氧化剂在亚铁离子和紫外光的双催化下氧化降解。考察了亚铁离子浓度、过氧化氢浓度等因素对光降解的影响。结果表明在实验条件下苯胺、硝基苯废水经该体系处理12h后去除率最高分别可达99.7%和95.3%。
2.4 电子束辐照降解技术
电子束辐照降解技术是利用高级氧化技术(A0Ps)— — 辐射技术来降解废水的一种技术。边绍伟等以苯胺类化合物中的苯胺为具体对象进行了苯胺水溶液受到电子束辐照后的降解过程和特性研究分别考察了吸收剂量、溶液初始浓度、溶液初始pH和过氧化氢加入量等因素对苯胺辐照降解效果的影响。实验结果表明电子束辐照可以有效降解水溶液中的苯胺当苯胺初始质量浓度为70mg/L吸收剂量为23.7J/g时苯胺降解率91%COD去除率27%。
2.5 加压生化法
加压生化法是在传统生化法的基础上通过提高生化系统的压力来增加氧的分压继而改善系统的氧传递性能有效地克服了传统生化法处理中氧传递限制的一种废水处理新技术。目前对苯胺的去除主要采用物化法而用加压生化法处理苯氧化降解效率的一种协同处理技术。高字等_】 j采用超声波协同电化学氧化法处理苯胺溶液考察了超声时间、苯胺浓度、溶液pH、电解电压、电解质浓度等因素对苯胺降解率的影响。试验结果表明在超声波与电化学联合作用下苯胺降解率随降解时间的延长而提高胺浓度无论高低声电联合作用完全去除苯胺只需30min电化学单独作用完全去除苯胺约需要120 min苯胺初始浓度较低时其降解率较高随着pH的增大苯胺降解率先降低后提高pH为10左右苯胺降解率最高电解质Na2SO的浓度对苯胺降解率影响不大电解电压在4.l2V范围内。苯胺降解率随电压升高而提高电压为16v时其降解率下降。而且,声电化降解技术对电极要求不高并且即便体系的初始浓度、pH、降解电压等条件在较大范围内改变较短时间内都能达到理想的降解率因而声电化降解作为一种高效、简便的废水处理技术具有一定的应用潜力。
除去废水中的六价铬,使用最经济的化学沉淀法就行,详细的内容您可到http://www.ermsbj.com/jishuzhongxin/kejiyanfa/39.html查看相关的技术说明。
㈤ 活性炭滤料的活性炭滤料处理苯胺类废水
1、选择比表面积大的木质粉末活性炭
木屑炭比煤质炭对苯胺的去除率高.说明不同炭种对粉末活性炭吸附苯胺的效果影响很大,其中木质粉末活性炭炭对苯胺的去除效果稳定,为最佳炭种。苯胺为小分子有机化合物。吸附作用主要发生在活性炭的微孔表面,具有发达的比表面积的木屑炭对苯胺具有良好的吸附效果。煤质炭比表面积较木屑炭小,所以吸附效果相对较差。在应对苯胺水污染的应急处理中,根据实际情况可以优先选择比表面积大的活性炭进行投加,以提高处理效率。
2、活性炭粒度宜200~300目
不同粒度的粉末活性炭对苯胺的去除率有着明显的差异。随着粉末活性炭粒度的减小,活性炭对苯胺的去除率呈明显的上升趋势。这主要是因为椰壳活性炭 的粒度越小,表面积越大,传质速率就越快,吸附效果就越好。但在应急处理过程中,还应考虑粒度对后续工艺的影响,尤其是当粉末活性炭的粒度大于300目时,其难以沉淀而且容易穿透滤池.从而影响出水水质。因此,选择粉状活性炭的粒度以300目左右为宜。
3 、炭浆浓度越低越好
粉末活性炭颗粒间存在自凝聚现象。炭浆浓度越大,粉状活性炭颗粒间相互接触的几率增大,自凝聚现象严重,使粉末活性炭有效的比表面积降低,从而降低了活性炭的吸附性能。为此,在应急处理过程中,投加的炭浆浓度越低越好,以节省投资同时充分利用粉状活性炭的吸附性能。
4 、溶液pH不小于5
在粉末活性炭吸附过程中,溶液pH对吸附质和吸附剂都会有影响,详见影响活性炭吸附的主要因素一文。苯胺在水中的存在形态对其受活性炭的吸附影响很大。应急处理过程中,应保持放择活性炭对苯胺的吸附环境的pH不小于5,这样可以充分发挥活性炭对苯胺的吸附性能。
5、 炭浆的投加时间要靠前
絮凝剂的投加顺序直接决定着粉末活性炭吸附时间的长短,随着炭浆投加时间的后移,对苯胺的去除率呈现下降趋势,说明对苯胺吸附的最佳顺序是先投加炭浆,然后投加絮凝剂,而且炭浆的投加时间越前,对苯胺的处理效果越好。
㈥ 河流渗滤系统污染去除机理研究进展
在有利于改善水质的水文地质学方法中,河流渗滤系统是有效地改善地表水水质的、成本低廉的处理方法(Achter et al.,2002)。在一定条件下,地表水体可以与地下水相互转化,特别是在冲积扇区,可以被认为是同一水源,因此,许多地方常采用傍河布井方式开采地下水,以加强两者的水力联系,增加地下水的允许开采量(Winter et al.,1999;王大纯等,1994)。无论在湿润地区还是在干旱地区,在河水入渗补给地下水的过程中,污染物会发生过滤和衰减(Ray et al.,2003)。如果含水层中不含其他污染物或者各种污染物均处于较低的含量水平,则含水层中的水质会远远优于河水,这样能够在保障饮用水安全的同时增加地下水的开采量。国外特别是欧洲许多国家将河流渗滤系统应用于饮用水的生产过程,如斯洛伐克共和国通过河流渗滤获取的饮用水占总饮用水的50%,匈牙利占45%,荷兰占5%,德国占16%(Ludwig et al.,1997)。河流渗滤系统有两个显著的优点:一个是在地表水处理的过程中大大降低了辅助添加剂如消毒剂的使用量;另一个是在保证饮用水安全的前提下大大降低了水处理成本。
(一)河流渗滤系统的概念
河流渗滤是一个自然净化过程,它是指河水补给地下水时,河水中的溶质通过河流沉积层入渗进入两岸抽水井或地下水的过程(Ray et al.,2002a)。当对河流或湖泊邻近水域的垂直或水平的抽水井进行抽水时,由于河流与含水层之间存在动态的相互作用,抽水会引起河流和抽水井之间的压力梯度,这样引导性渗滤系统就会引导河水向下通过河流沉积物进入抽水井中。在这个过程中,可以对地表水中存在的大多数污染物进行过滤和清除。河流渗滤系统是一种高效的净化方法,它对微生物有机体、复杂的自然有机物、杀虫剂、除草剂、烃类化合物、药物制剂和芳香族化合物具有很强的去除作用,而这些污染物通过常规的水处理方法很难去除。在该过程中,污染物与沉积层发生各种物理、化学和生物作用,包括过滤、吸附、沉淀、微生物降解以及与地下水混合稀释等作用,而使污染物浓度降低(Chiou et al.,1985;Drzyzga et al.,1997),河水水质得到净化,从而获得高质量的饮用水。河流沉积层既包括河流底泥沉积物,又包括河流两岸的沉积物,所以将两者合称为河流渗滤系统。
(二)河流渗滤过程中污染物的主要迁移转化机制
河流渗滤过程中的主要迁移转化机制是入渗、扩散、过滤、吸附、微生物降解,以及地表水与地下水的混合稀释作用。国外对河流渗滤系统的研究较为深入,有一些针对河流渗滤作用的机理研究,主要包括物理过程和生物地球化学过程等。
1.物理过程
河流渗滤系统是一个天然的过滤器,其中,有机质丰富、粒度细小、表面积很大的河流沉积层,由于具有很大的吸附容量,对入渗污染河水具有很好的净化效能。即使河流水质会由于季节变化、径流和冲击负荷而发生重大变化,其影响也可以在河水通过河流渗滤系统入渗的过程中被消除。其中机械入渗引起对悬浮物质,以及吸附于悬浮固体上的疏水性有机污染物的去除。例如,含黏粒较多的河流沉积物对磷的去除效果最好,对化学需氧量(COD)和NH4—N的去除效率也比较高,对金属的去除效果也较好。河流渗滤系统还可以去除水中的颗粒物、胶体、微生物等(Hiscock et al.,2002;Worch et al.,2002)。在地表以下迁移的过程中,有机化合物能够被吸附于固体物质上。吸附作用的程度变化取决于化合物的特性和土壤胶体的种类和性质。总的来说,随着接触表面积增大和在河流与出水井之间的径流时间增长,吸附量增加。胶体和细菌表面的吸附作用能够影响有机污染物在土壤和地下水中迁移。Schwarzenbach et al.(1992)研究了挥发性有机化合物,如氯仿、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯等的吸附行为,并阐述了这些化合物的一系列滞缓因素。此外,地下水和入渗水的混合过程能稀释污染河水,引起污染物浓度下降,并减缓其峰值。
2.生物地球化学过程
河流渗滤系统作为生物地球化学反应器,有着独特的地球化学环境,可将其视为一个分界面,在此分界面上下各种环境要素包括光、温度、pH、Eh、氧气、有机碳等都存在很大的差异,污染河水在通过这个分界面时水质将发生很大变化。Jurgen(2002)取莱茵河水进行试验,结果证明,河流渗滤系统对溶解的有机碳(DOC)、和去除效果均很好。潜在的河流渗滤过程的有利影响包括对可溶性有机物的降解作用和通过反硝化作用以及与地下水的混合作用来降低硝酸盐含量(Bourg et al.,1993;Grischeck et al.,1998;Wett et al.,2002)。Grischek等研究了德国易北河水中浓度。井水中浓度从4.97 mg/L降低到检测限之下。在河流渗滤系统中观察到的氧化还原反应是微生物活动的结果(BGW et al.,1996;Cosovic et al.,1996;Lovley,1991)。这能够为新陈代谢作用和细菌的细胞结构提供能量。氧化还原反应需要作为电子供体的有机化合物和作为电子受体的其他物质的参与。冲积含水层中的电子受体包括溶解氧、、锰的氧化物、氢氧化铁和硫酸盐等(Berner,1981;Champ et al.,1979;Groffman et al.,1999)。在河流渗滤过程中,通常包含溶解氧,在渗滤的最初几厘米至十厘米之间处于有氧环境,随着水流进一步入渗,氧气消耗殆尽,可能出现厌氧环境(Graillat et al.,1986;Bourg et al.,2002)。大多数情况下,溶解氧和常常是细菌催化所利用的电子受体。如果有机化合物的量很充足,而氧气和硝酸盐的量不足,其他的电子受体就会参与到反应中来,从而引起诸如锰和铁的溶解等其他水质问题(Bourg et al.,1993,2002;Graillat et al.,1986;Lovley et al.,1998;Monika et al.,2008)。
河流渗滤系统中存在以下生物地球化学过程:
河流渗滤系统污染去除机理研究
河流渗滤系统污染去除机理研究
河流渗滤系统污染去除机理研究
河流渗滤系统污染去除机理研究
河流渗滤系统污染去除机理研究
(三)河流渗滤系统污染去除机理研究现状
1.国外河流渗滤系统污染去除机理研究现状
近年来,河流渗滤系统对有机物的去除机理及去除效率逐渐成为国外学者的研究热点。最近几年的研究证明,河流渗滤系统在控制各种有机物方面非常有效,发生最显著的浓度衰减的污染物包括可溶性总有机碳、浊度、杀虫剂和其他有机污染物等,它还能减缓由暴雨径流造成的突发性污染负荷增大。
河流渗滤系统能够有效地去除一定比例的天然有机物(NOM)和合成有机物(SOC)(Kuehn et al.,2000)。NOM包括溶解的有机物、腐殖质微粒和未腐殖有机物。地表水体中的有机碳(TOC)和COD主要是NOM引起的。Miettinen et al.(1994)通过对某地表水及其地下水监测研究发现,在地表水入渗的过程中,TOC和COD等含量不断降低。Sontheimer(1980)在对莱茵河进行研究时发现,河流渗滤对中等分子量的NOM去除率接近70%。Ludwig et al.(1997)在易北河沿岸开展的研究证实,分子量超过1000g/mol的NOM在河流渗滤过程中不断消失。Wang et al.(1998)在俄亥俄河开展了为期两年的研究,发现河流渗滤作用对NOM的去除主要是由生物作用引起的。Ray et al.(2002b)也在对俄亥俄河流的研究中发现,在距河岸9m的观测井以0.0876m3/h的强度抽取地下水时,井水中TOC比河水中的减少了60%。因此,通过河流渗流系统对NOM的净化作用可以大大提高水的质量。由于野外调查不易实现,国外学者重点针对SOC进行了一些室内模拟试验研究(Bornick et al.,2001;Jutter,1995;Malzer et al.,1993)。Doussan等对河流渗滤系统中苯胺的生物降解进行了研究(Liu,2002;O'Nell et al.,2000;Vasil et al.,2002),Bornick et al.(2001)证明了易北河中苯胺在3h内去除率能够达到100%。Jutter(1999)分析并比较了易北河水和两岸井水中三氯乙烯、四氯乙烯、氯仿的浓度,在井水中几种污染物的浓度显著下降,有的甚至低于检测范围。Widerer et al.(1985)的研究发现:莱茵河中SOC去除效率与其生物降解性及其在河水中的浓度有关。地下水易受除草剂、杀虫剂和洗涤剂的污染。Verstraeten et al.(2002)的研究发现:在普拉特河附近的水井中除草剂浓度比河水中减少了76%。Dillon et al.(2002)报道了最近几年来,墨累河中杀虫剂的浓度大大降低,主要是由于河流渗滤系统的吸附和生物降解作用。Jutter(1992)调查了德国鲁尔河河流渗滤系统对洗涤剂的去除率,发现河流渗滤系统的含水层处于缺氧环境,并且存在强烈的异化硝酸盐还原过程,其对洗涤剂在还原条件下去除率达到99%,表明河流渗滤系统对这些SOC具有良好的去除作用。另外,国外学者还研究了河流渗滤系统对颗粒物、细菌及病原体和重金属的去除(Kim et al.,2002;Weiss et al.,2005)。Sontheimer(1980)发现在莱茵河下游持续性重金属污染物的去除效率较高,其中铬和砷超过90%,镉、锌、铅、铜和镍都超过了50%。
2.国内河流渗滤系统污染去除机理研究进展
我国将河流渗滤作用运用于水处理的时间可能更早,但开展河流渗滤过程中污染物环境化学行为及净化作用的研究时间并不长,只是近年来有吴耀国等利用野外监测手段开展污染河流对地下水化学影响的分析与评价研究发现(吴耀国等,2000,2002a,b,2005,2006;黄瑞华等,2006),河流渗滤系统对城市污水中的COD、重金属、氮等具有很好的净化作用,对COD 的去除主要是好氧微生物降解,其次为厌氧微生物降解,重金属与挥发酚的去除主要是由于土壤吸附作用,而氮的去除是由于好氧环境中的硝化过程与厌氧环境中的反硝化过程联合作用的结果,其中,硝化作用是氮净化效率的限制性因子;河流渗滤系统可以减缓污染河流对沿岸地下水的影响,防止地下水组分浓度的剧烈变化,在河水入渗初期,主要发生硝化反应,随入渗的不断深入,反硝化作用也趋于加强,使系统具有了一定的脱氮功能;在徐州奎河的试验结果表明,该河流渗滤系统对挥发酚去除率大于99%、COD的去除率大于95%、氮的去除率大于95%,且未引起土壤及地下水的污染;在对渭河河床沉积物及沿岸地下水含水层的含水介质研究发现,具有土著反硝化细菌的河流渗滤系统,在NO3—N约为23.0mg/L的条件下,可使苯胺降解效率达到100%,反硝化条件下,苯胺在河流渗滤系统中的降解仅有少部分经过脱氨作用,绝大部分与腐殖质以共价键形式形成耦合物,且该耦合物更易为微生物所利用,且在降解过程中不产生对环境微生物有毒的中间产物,可实现反硝化条件下河流渗滤系统中苯胺的连续降解。李金荣等(2006a~d,2007a~d)在对渭河渗滤系统的研究中发现,NH4—N 污水渗滤时发生的环境行为包括反硝化作用、硝化作用,以及离子交换吸附作用,使入渗的污染河水水质得到净化,并向好的方向发展。其中,引起氮损失的主要是反硝化作用,渭河渗滤系统对NH4—N净化率为86%;含有硝态氮污染的河水在渭河渗滤系统中其环境行为主要为反硝化作用,河流渗滤系统对硝态氮污水有很大的净化作用。苯胺污水在渭河渗滤系统中的环境行为主要为吸附作用和微生物降解作用,结果表明,河流渗滤系统对苯胺污水有很大的净化作用,其净化率可以达到100%。
(四)河流渗滤系统污染去除效果的影响因素
河流渗滤系统对地表水污染物去除效率很大程度上取决于水文地质条件,包括:抽水井的类型、抽水井与河流的位置关系、河岸及河床物质的特性、河床冲刷特性、河水温度,以及天然水源特性等。一些学者对影响河流渗滤系统处理效率的因素包括河流沉积层组成、河水温度、滞留时间等进行了研究(Achten et al.,2002;Chung et al.,2005;Friege,2000;Tufenkji et al.,2002)。
1.河岸及河床物质特性
研究表明,河流沉积层的组成特别是其中有机质和黏土的含量对去除效率的影响很大,Schwarzenbach et al.(1983)研究了有机碳含量较低的砂砾石质的河流冲积层中有机物的衰减过程,发现在两个不同的研究地点,水中的60%可溶性有机碳和可去除的有机氯化合物能在迁移过程中在含水层中被去除,但仍有一小部分保留在水中。对于一些特殊的化合物,如1,4-二氯代苯的去除率不足20%。在入渗过程的最初的几米中,生物降解作用是最基本的去除机理,有一些难降解的污染物是不能被本地驯化的厌氧细菌转化的。Miller et al.(2001)利用三种不同的河流沉积物样品进行一些毒素物质的去除试验,发现黏土含量较高和富含有机质的沉积物对其去除率较高,而砂质沉积层几乎不具有去除效果,这可能是由于富含有机物的沉积层具有微生物生长所需要的营养盐,而含砂较多的沉积层所含营养物很少,导致其去除率不高。我国学者李金荣等(2006d,2007a,b)认为,净化程度与该渗滤系统的渗滤介质有关,如果渗滤介质为细粒的黏土层,则对硝态氮污水净化程度很高,其净化率能够达到100%,但易引起地下水硬度升高等负效应,若介质为粗砂粒物质,其净化程度较低,但不易引起地下水硬度升高。
2.河水温度
Schwarzenbach(1983)对河流渗滤系统中的水质随季节和空间的变化进行了研究,认为温度对微生物的活性有非常大的控制作用,所以它是影响河流渗滤系统中水质变化的关键因素。Wang et al.(2002)在对Louisville河岸渗滤设施的研究中发现,由于黏性减弱和水温升高,河水在夏季入渗率较冬季高10%。结果表明,水温的季节变化在对河流渗滤系统的有效性进行评估时是需要考虑的因素之一。
3.其他影响因素
河流渗滤过程,渗滤的质量还取决于河水水质、与地下水的混合稀释作用,以及抽水井与河流之间的距离(Goloka et al.,2005)。抽水井与河流之间需要有足够的距离,使水流获得充分的迁移时间,以便生物降解能够进行更加彻底。
㈦ 废水中的苯环如何破除
如何破解高浓废水?用高效催化氧化处理工艺
:一、高浓度废水背景概述
高浓度难降解废水越来越多,与此同时随着生活水平的提高,环保意识增强,人们对难降解的有机物在环境中的迁移、变化越来越关注,然而高浓度难降解有机污染物的处理,是废水处理的一个难点,难以用常规工艺(如混凝、生化法)处理,这是因为?
一、是此类废水浓度高,CODcr一般为数万mg/L,高的甚至达到十多万mg/L以上;
二、是其中所含是污染物主要是芳烃化合物,BOD/COD很低,一般在0.1以下,难以生物降解;
三、是污染物毒性大,许多物质被列入环境污染物黑名单,如苯胺、硝基苯类等;
四、是无机盐含量高,达数万甚至十多万以上。因此开发高浓度难降解有机废水的有效处理技术迫在眉睫。常温常压下的新型高效催化氧化技术就是在这种背景下应运而生的。
二、高效催化氧化原理
新型高效催化氧化的原理就是在表面催化剂存在的条件下,利用强氧化剂——二氧化氯在常温常压下催化氧化废水中的有机污染物,或直接氧化有机污染物,或将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物,提高废水的可生化性,较好地去除有机污染物。在降解COD的过程中,打断有机物分子中的双键发色团,如偶氮基、硝基、硫化羟基、碳亚氨基等,达到脱色的目的,同时有效地提高BOD/COD值,使之易于生化降解。这样,二氧化氯催化氧化反应在高浓度、高毒性、高含盐量废水中充当常规物化预处理和生化处理之间的桥梁。高效表面催化剂(多种稀有金属类)以活性炭为载体,多重浸渍并经高温处理。
ClO2在常温下是黄绿色的类氯性气体,溶于水中后随浓度的提高颜色由黄绿色变为橙红色。其分子中具有19个价电子,有一个未成对的价电子。这个价电子可以在氯与两个氧原子之间跳来跳去,因此它本身就像一个游离基,这种特殊的分子结构决定了ClO2具有强氧化性。ClO2在水中发生了下列反应:
ClO2 +H2O→HClO3+HCl
ClO2→ClO2 +O2
ClO2+ .HO→HCl+HClO
HClO→O2 +H2O
HClO2+ Cl2 +H2O→HClO3+HCl
氯酸和亚氯酸在酸性较强的溶液里是不稳定的,有很强的氧化性,将进一步分解出氧,最终产物是氯化物。在酸性较强的条件下,二氧化氯回分解并生成氯酸,放出氧,从而氧化、降解废水中的带色基团与其他的有机污染物;而在弱酸性条件下,二氧化氯不易分解污染物而是直接和废水中污染物发生作用并破坏有机物的结构。因此,pH值能影响处理效果。
从上式可以看出,二氧化氯遇水迅速分解,生成多种强氧化剂——HClO3、HClO2、Cl2、H2O2等,并能产生多种氧化能力极强的活性基团(即自由基),这些自由基能激发有机物分子中活泼氢,通过脱氢反应生成R*自由基,成为进一步氧化的诱发剂;还能通过羟基取代反应将芳烃上的——SO3H、——NO2等基团取代下来,生成不稳定的羟基取代中间体,此羟基取代中间体易于发生开环裂解,直至完全分解为无机物;此外ClO2还能将还原性物质如S2—等氧化。二氧化氯的分解产物对色素中的某些基团有取代作用,对色素分子结构中的双键有加成作用。因此,二氧化氯可以很好的氧化分解水中的酚、氯酚、硫醇、仲胺、叔胺等难降解有机物和硫化物、铁、锰等无机物。
二氧化氯作催化剂的催化氧化过程对含有苯环的废水有相当好的降解作用,COD的去除率也相当高。但在有机物质的降解过程中,有一些中间产物产生,主要有:草酸、顺丁烯二酸、对苯酚和对苯醌等,这就造成了COD的去除率相对较低,但其B/C比即可生化性大大提高。
三、氧化剂制备
二氧化氯采用现场制备的方法,在塔式喷淋反应器内,用氯酸钠与盐酸在催化剂存在的条件下反应,生成二氧化氯,反应方程式如下:
NaClO3+HCl → NaCl +ClO2+Cl2
反应过程是在射流作用下使反应器形成负压,使原料经转子流量计自动吸入反应器,反应生成二氧化氯,最终被射流带入水体中。负压条件可使操作过程比较安全,而且二氧化氯不会外泄,操作环境无异味。在本反应中,可利用催化剂作用,减少氯气的产生,提高二氧化氯的产率。
四、设计与应用
(一)催化氧化的处理工艺
一般催化氧化的处理工艺为:废水→物化前处理→催化氧化→配水→生化
工艺说明如下:
⑴前处理采用混凝、沉淀、气浮、微电解、中和、预曝气等物化处理方法。经过这些物化处理,去除悬浮物,降低了废水的COD,调节了pH值,使废水能更适合进行催化氧化;
⑵催化氧化过程中降低了一部分COD,提高了B/C,使之能更好地进行生化处理,在物化与生化处理之间充当桥梁作用;
(3)催化氧化塔出水进行配水是为了降低含盐量,使之能更好地进行生化处理;
(4)生化处理的主要目的是进一步降低COD,最大限度地去除有机污染。
(二)催化氧化的处理效果
COD去除率≥70% ;色度去除率≥95 ;挥发酚去除率≥99% ;苯氨类去除率≥95%;硝基苯类去除率≥95% ;氰化物去除率≥99%。
五、铁碳微电解工艺介绍:
微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺,又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理,以达到降解有机污染物的目的。当系统通水后,设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态[H] 、Fe2+ 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用;生成的Fe2+ 进一步氧化成Fe3+ ,它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性,特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量吸附水中分散的微小颗粒,金属粒子及有机大分子。
工作原理:基于电化学、氧化- 还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便,不需消耗电力资源等优点。铁碳微电解填料用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度,提高废水的可生化性,同时可对氨氮的脱除具有很好的效果
铁碳-芬顿反应器可通过催化氧化方式提高污水的可生化性。
1894年,法国人H,J,HFenton发现采用Fe2++H2O2体系能氧化多种有机物。后人为纪念他将亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂,它能有效氧化去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物,其实质是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由(•OH) •OH可与大多数有机物作用使其降解。随着研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O42-)等引入Fenton试剂中,使其氧化能力大大增强。从广义上说,Fenton法是利用催化剂、或光辐射、或电化学作用,通过H2O2产生羟基自由基(•OH)处理有机物的技术。近年来,越来越多的研究者把Fenton试剂同别的处理方法结合起来,如生物处理法、超声波法、混凝法、沉淀法,活性炭法等。
工作原理及主要特点
芬顿试剂为常用的催化试剂,它是由亚铁盐和过氧化物组成,当PH值足够低时,在亚铁离子的催化作用下,过氧化氢会分解产生OH˙,从而引发一系列的链反应。芬顿试剂在水处理中的作用主要包括对有机物的氧化和混凝两种作用。
氧化作用:芬顿试剂之所以具有非常高的氧化能力,是因为在Fe2+离子的催化作用下H2O2的分解活化能低(34.9kJ/mol),能够分解产生羟基自基OH•。同其它一些氧化剂相比,羟基自由基具有更高的氧化电极电位,因而具有很强的氧化性能。芬顿试剂处理难降解有机废水的影响因素根据上述芬顿试剂反应的机理可知,OH•是氧化有机物的有效因子,而[Fe2+]、[H2O2]、[OH]决定了OH•的产量,因而决定了与有机物反应的程度。
电化学作用:铁碳和电解质溶液接触时,形成以铁碳为两极的原电池。其中碳极的电位高,为阴极,而铁极的电位低,为阳极。在废水中,电化学腐蚀作用可以自动进行。由于Fe2+的不断生成能有效克服阳极的极化作用,从而促进整个体系的电化学反应,使大量的Fe进入溶液,具有较高化学还原活性。电极反应所产生的新生态,能与溶液中许多组分发生氧化还原反应。同时铁是活泼金属,它的还原能力可使某些组分还原为还原态。
过滤吸附及共沉淀作用:由铁屑和碳粒共同构成的内电解反应柱具有良好的过滤作用,反应生成的胶体不但可以强化过滤吸附作用,而且产生新的胶粒。其中心胶核是许多Fe(OH)聚合而成的有巨大比表面积的不溶性粒子。易于裹挟大量的有害物质,并可和多种金属发生共沉淀作用,达到去除的目的。
电泳作用:在微原电池周围电场的作用下,废水中以胶体状态存在的污染物可在很短的时问内完成电泳沉积作用。即带电的胶粒在静电引力和表面能的作用下,向带有相反电荷的电极移动,附集并沉积在电极上而得以去除。
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