納米Fe3O4類Fenton工藝深度處理焦化廢水效能及參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、針對常規(guī)Fenton工藝在氧化降解污染物后，液相中存在的大量Fe離子會(huì)隨著pH的升高產(chǎn)生大量鐵泥的問題，提出一種基于納米Fe3O4作為催化劑的異相類Fenton技術(shù)，利用Fe3O4的磁特性，在異相體系中通過施加外磁場進(jìn)行吸附分離的特點(diǎn)，減少液相中Fe離子濃度降低鐵泥產(chǎn)量。為了研究納米Fe3O4與H2O2組成類Fenton試劑在水處理應(yīng)用中的效能和影響因素，以遼寧本溪某焦化廠焦化廢水生化出水為研究對象，以一級A污水排放標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，通過催化

2、劑制備改性、小試實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件優(yōu)化、反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化的研究使納米Fe3O4類Fenton體系能夠有效處理焦化廢水并穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
　　首先選用化學(xué)共沉淀法制備并獲得1＃催化劑納米Fe3O4，采用表面包覆的方法分別將HA和DMSA用于納米Fe3O4的表面改性進(jìn)而獲得2＃催化劑納米Fe3O4-HA和3＃催化劑納米Fe3O4-DMSA。3種催化劑有效成分均為Fe3O4，粒徑大小約為50~150nm，磁化和去磁效果較好，改性后的2＃和3＃催化

3、劑分散性較優(yōu)。
　　接著將制備改性的3種催化劑與H2O2組成類Fenton試劑對焦化廢水生化出水進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn)。先采用控制變量法探究體系pH、納米Fe3O4投加量、H2O2用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對COD和揮發(fā)酚去除率的影響并獲得最佳反應(yīng)參數(shù)的大致范圍，之后使用多因素響應(yīng)面法優(yōu)化反應(yīng)條件獲得3種催化劑應(yīng)用的最佳反應(yīng)條件。在最佳反應(yīng)條件下探究催化劑重復(fù)使用的效能，3種催化劑中，2＃穩(wěn)定性相對最優(yōu)，重復(fù)使用8次后COD去除率63.32％

4、，揮發(fā)酚去除率95.09%，3＃初始催化效率最高，首次使用COD去除率75.61%，揮發(fā)酚去除率99.84%，重復(fù)使用4次后COD去除70.88%，揮發(fā)酚去除98.49%，表面改性能夠改善催化劑的穩(wěn)定性，使類Fenton體系催化劑能夠回收重復(fù)利用的優(yōu)勢更加顯著。
　　最后設(shè)計(jì)運(yùn)行適用于納米Fe3O4類Fenton體系的中試反應(yīng)器，采用并聯(lián)交替運(yùn)行的方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水運(yùn)行，用于深度處理焦化廢水。并對反應(yīng)器運(yùn)行過程的水力停留時(shí)間、H2O

5、2投加方式、納米Fe3O4補(bǔ)充投加量進(jìn)行分析優(yōu)化。最終確定反應(yīng)器運(yùn)行水力停留時(shí)間為120min、H2O2分4次分別在運(yùn)行時(shí)間的20min、40min、60min、80min時(shí)投加，在每次重復(fù)反應(yīng)前補(bǔ)充投加納米Fe3O4初始用量的20%，連續(xù)運(yùn)行反應(yīng)器20天，出水COD穩(wěn)定在50mg/L以下，揮發(fā)酚基本穩(wěn)定在0.5mg/L以下，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。
　　創(chuàng)新地將納米Fe3O4與H2O2組成類Fenton試劑處理實(shí)際焦化生產(chǎn)廢水，