磁納米Fe3O4-Fenton工藝處理水楊酸生產(chǎn)廢水的可行性研究.pdf

1、江蘇某化工企業(yè)的水楊酸生產(chǎn)廢水，是典型的高鹽、含酚且難生物降解的強(qiáng)酸性有毒有機(jī)工業(yè)廢水，其pH值為2、含鹽量高達(dá)2.5％、含酚高、B/C僅為0.07，不適宜采用常規(guī)的生物法處理，而物理法的處理成本又很高，因此采用化學(xué)氧化法中的Fenton法來(lái)處理該廢水。針對(duì)傳統(tǒng)Fenton工藝中存在的產(chǎn)泥量大的問(wèn)題，本課題通過(guò)對(duì)納米Fe3O4顆粒的制備和表面改性，提出一種基于新型磁納米催化劑的Fe3O4-H2O2類Fenton體系。通過(guò)探討該類Fent

2、on體系對(duì)水楊酸生產(chǎn)廢水的處理效能，優(yōu)化工藝的運(yùn)行參數(shù)，為該廢水提出一種可行的處理方法。
　　首先采用化學(xué)共沉淀法合成納米Fe3O4，用四甲基氫氧化銨（TMAH）和2,3-二巰基丁二酸（DMSA）對(duì)其進(jìn)行表面改性，共合成5種催化劑，分別為：1＃Fe3O4、2＃Fe3O4-TMAH（1mL）、3＃Fe3O4-TMAH（2mL）、4＃Fe3O4-DMSA和5＃Fe3O4-TMAH-DMSA。納米顆粒的平均粒徑約為30nm，并在20~8

3、0nm的范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的粒度分布，改性后的納米Fe3O4表面有甲基、巰基、羧基包覆，顆粒的分散性提高。
　　之后就納米Fe3O4-H2O2類Fenton體系對(duì)50mg/L的苯酚模擬廢水的處理效果進(jìn)行探討。12±2℃時(shí)，催化劑投量為0.8mmol/L、H2O2濃度為2.0mmol/L、pH為4.5、反應(yīng)180min后，COD去除率最高可達(dá)72%，揮發(fā)酚去除率接近100%。在催化劑穩(wěn)定性方面，3＃和5＃的回用性最好，1＃的回用性最差。

4、與傳統(tǒng)Fenton法相比，該類Fenton體系在降低鐵泥產(chǎn)量方面有較好的改善，反應(yīng)結(jié)束后，磁納米Fe3O4在外磁場(chǎng)作用下可快速分離回收，并且催化劑可以重復(fù)利用。
　　最后探討該類Fenton體系對(duì)水楊酸生產(chǎn)廢水的處理效能，并優(yōu)化反應(yīng)器的工藝運(yùn)行參數(shù)。15±2℃時(shí)，催化劑投量為2.0 mmol/L、H2O2濃度為7.0mmol/L、pH為5.0、反應(yīng)120min后，水楊酸生產(chǎn)廢水的處理效果達(dá)到最佳，出水COD值為34~42mg/L，

5、揮發(fā)酚值為0.21~0.43mg/L；3＃和5＃的催化效果最好，2＃和1＃次之，4＃催化效果相對(duì)最差。使用TMAH和DMSA對(duì)納米Fe3O4進(jìn)行表面改性能提高催化劑的穩(wěn)定性，綜合考慮認(rèn)為5＃催化劑為最佳。20±2℃時(shí)，調(diào)節(jié)進(jìn)水pH為5.0、停留時(shí)間60min，將H2O2混合在進(jìn)水中連續(xù)投加且濃度在7.0mmol/L附近，5＃催化劑維持在1.0~2.0mmol/L，連續(xù)運(yùn)行反應(yīng)器后，出水COD值在40~50mg/L左右，揮發(fā)酚值在0.2m