適宜于高級(jí)氧化催化處理難降解廢水催化劑的研發(fā)與制備.pdf

1、研究催化劑在高級(jí)氧化處理難降解廢水中的作用,其目的就是找到催化活性好、穩(wěn)定性強(qiáng)、適用范圍廣、成本低廉的催化劑。進(jìn)而通過投加催化劑,針對(duì)復(fù)雜多變的污水系統(tǒng),提高高級(jí)氧化技術(shù)中氧化劑的利用率,降低反應(yīng)條件,減少對(duì)反應(yīng)設(shè)備的要求等,從而降低了投資和運(yùn)行成本,擴(kuò)大了該技術(shù)的應(yīng)用范圍。
　　本論文以高級(jí)氧化Fenton催化氧化技術(shù)為基礎(chǔ),以某合成橡膠公司橡膠廢水為研究對(duì)象,探討適宜于均相、非均相催化氧化法處理丁苯橡廢水的催化劑,考擦各催化劑

2、對(duì)H2O2利用率的影響,主要結(jié)論如下:
　　(1)實(shí)驗(yàn)室條件下,針對(duì)500ml橡膠廢水溶液,通過單因素和正交試驗(yàn)分析探討了芬頓試劑降解橡膠廢水的最適處理?xiàng)l件:溫度45℃、時(shí)間60min、pH在3~7之間、
　　2mlH2O2、1.65mmol FeSO4,該條件下原水55％的CODcr得到去除,廢水生化性升高。
　　(2)結(jié)合該合成橡膠公司廢水特性,實(shí)際工藝處理過程中,比較經(jīng)濟(jì)可行的條件:FeSO4投加量3.3mmol

3、/L,H2O2/Fe2+摩爾比在9~11之間,反應(yīng)時(shí)間60min,反應(yīng)溫度與pH均為原水自然溫度和自然pH。
　　(3)對(duì)多種非貴金屬離子催化活性性分析,Cu2+、Mn2+催化H2O2降解廢水的效果較好;在均相芬頓催化氧化橡膠廢水進(jìn)程中,保證活性催化離子總量不變,當(dāng)以不同的比例復(fù)合作為催化劑時(shí),H2O2的利用率各不相同,出水CODcr也有較大差別;按照Fe2+/Cu2+=1:1和Fe2+/Cu2+/Mn2+=2:2:1的比例復(fù)配投

4、加時(shí),與單獨(dú)投加Fe2+相比,CODcr降解率分別增加了13%和17%。
　　(4)單獨(dú)金屬氧化物做類Fenton催化劑催化活性不高,催化活性Fe2O3>CuO>MnO2>CeO2>ZnO,且CeO2與ZnO對(duì)丁苯橡膠廢水幾乎沒有催化降解活性。
　　(5)根據(jù)負(fù)載型催化劑載體比表面積、孔洞的要求與分析,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)論文進(jìn)程,選用了20~40目C、r-Al2O3、硅藻土、NaY分子篩為催化劑制備的載體。
　　(6)對(duì)四種載

5、體的一元、二元復(fù)合活性組分制備的八組催化劑的活性及穩(wěn)定性分析, Fe2O3-CuO/C催化劑活性最好,CODcr去除率達(dá)到72%;其他條件相同的情況下,當(dāng)
　　COD去除率超過65%時(shí),活性炭催化劑投加量為16g/L,分子篩催化劑投加量為20g/L,硅藻土催化劑投加量為24g/L, r-Al2O3催化劑投加量為36g/L。
　　(7)對(duì)三元復(fù)合催化劑Fe2O3-CuO-MnO2/C制備條件焙燒溫度、焙燒時(shí)間、浸漬液濃度等單因

6、素實(shí)驗(yàn)分析,結(jié)合三因素三水平正交試驗(yàn)的判定,制備條件焙燒溫度影響最顯著,其次是焙燒時(shí)間、浸漬液濃度,復(fù)合催化劑的最佳制備條件為焙燒溫度500℃、焙燒時(shí)間4h、浸漬液濃度8%;對(duì)催化劑投加量、雙氧水投加量、反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行三水平三因素正交分析,反應(yīng)t=60min、雙氧水投加量4ml/L、催化劑投加量16g/L時(shí), Fe2O3-CuO-MnO2/C參與的催化氧化反應(yīng),有73.59%的CODcr得到去除。
　　(8)考察Ce添加量對(duì)三元復(fù)合

7、催化劑活性劑穩(wěn)定性的影響,在Ce添加量為0.4%時(shí),Fe2O3-CuO-MnO2-CeO2/C催化劑催化活性最好,CODcr去除率達(dá)到80%。
　　(9)對(duì)一元、二元、三元、四元活性炭催化劑活性、穩(wěn)定性及單獨(dú)活性炭吸附作用的分析,Fe2O3-CuO-MnO2-CeO2/C催化劑活性及穩(wěn)定性最好,連續(xù)使用10次后,
　　Fe2O3-CuO-MnO2-CeO2/C催化劑的CODcr去除率仍然能達(dá)到60%以上,單獨(dú)活性炭吸附作用,