改性凹凸棒石深度處理工業(yè)廢水的研究.pdf

1、近年來，世界經(jīng)濟(jì)正在以十分驚人的速度發(fā)展著，然而，過度排放、超標(biāo)排放等問題給環(huán)境治理工作帶來的壓力不容小覷。特別是對于中小型企業(yè)來說，污水處理設(shè)備缺乏、資金有限、排污設(shè)備不完善等因素制約著其發(fā)展。凹凸棒石作為一種天然納米材料，具有比表面積大、安全環(huán)保、易于回收再用等特點(diǎn)，廣泛地被應(yīng)用于類芬頓反應(yīng)和吸附反應(yīng)。天然的凹凸棒石其吸附性能和催化性能限，常常需要通過改性提高其應(yīng)用效率。尋求一種催化效率高，運(yùn)行pH范圍大、易于回收再用的非均相催化劑

2、一直是類芬頓反應(yīng)體系的研究重點(diǎn)。本研究通過對凹凸棒石進(jìn)行酸改性和鐵負(fù)載改性，得到吸附劑酸改性凹凸棒石(HATP)和非均相催化劑三價(jià)鐵負(fù)載凹凸棒石(Fe(Ⅲ)-HATP），探討了酸改性凹凸棒石和三價(jià)鐵負(fù)載凹凸棒石的最佳制備條件，并對比研究酸改性凹凸棒石，三價(jià)鐵負(fù)載凹凸棒石和天然凹凸棒石結(jié)構(gòu)的變化;深入研究了以磁粉為非均相類芬頓催化劑和HATP為吸附劑的類芬頓-吸附聯(lián)合反應(yīng)對制藥廢水的深度處理，并探究其運(yùn)行過程的影響因素以確定最佳運(yùn)行條件;

3、同時(shí)，探究了以Fe(Ⅲ)-HATP為非均相催化劑和HATP為吸附劑的類芬頓-吸附耦合反應(yīng)對印染廢水的深度處理，并分析確定其最佳運(yùn)行條件。主要研究成果是:
　　(1)HATP的最佳制備條件為:ATP在1mol/L的硫酸溶液中浸泡24h，105℃干燥2h后研磨。并且HATP吸附反應(yīng)時(shí)溶液的最佳pH為3。
　　(2)Fe(m)-HATP的最佳制備條件為:按照m(HATP)∶n(FeCl3)=10∶7(g/mmol)的質(zhì)量比取一定量

4、的HATP和FeCl3，將凹凸棒石配制成懸浮液，在超聲操作的條件下緩緩加入FeCl3溶液，置于攪拌裝置下攪拌4h后過濾洗滌除去多余的FeCl3，然后將濾餅溶解，調(diào)節(jié)懸浮液pH為7，再次過濾洗滌，置于105℃下干燥，研磨后在300℃下焙燒2h。
　　(3)傅里葉紅外光譜分析(FTIR)和X射線光電子能譜分析(XPS)表征結(jié)果表明，酸處理ATP能夠使其中碳酸碳和羧基碳的含量顯著降低;Fe(Ⅲ)在Fe(Ⅲ)-HATP中的存在形式為Fe2

5、O3。
　　(4)以磁粉為非均相催化劑，HATP為吸附劑，對制藥廢水深度處理的最佳反應(yīng)條件為:溶液pH為5，H2O2投加量為0.25ml/L，催化劑磁粉的投加量為200mg/L，反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為3h，吸附劑HATP在反應(yīng)溶液pH為3時(shí)的最佳投加量為150mg/L。最終CODC去除率為78.38％～79.14％，總氮去除率為71.53％～77.43％總磷去除率為97.74％～98.10％。
　　(5)以Fe(Ⅲ)-

6、HATP為非均相催化劑，HATP為吸附劑，通過類芬頓和吸附反應(yīng)聯(lián)合的方法深度處理印染廢水。其最佳反應(yīng)條件為:溶液pH為6，H2O2投加量為0.3ml/L，非均相催化劑Fe(Ⅲ)-HATP的投加量為350mg/L，反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為6h，吸附劑H.ATP在反應(yīng)溶液pH為3時(shí)的最佳投加量為150mg/L。最終CODC去除率為79.87％～80.94％，總氮去除率為68.59％～70.93％，總磷去除率為79.31％～83.33％。