微波催化氧化處理垃圾滲濾液工藝中催化劑的制備及其效能研究.pdf

1、填埋場(chǎng)垃圾滲濾液所含污染物質(zhì)種類繁多，高COD和高NH3-N是其主要特征，且水質(zhì)變化大，若不妥善處理，將對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成危害。微波催化氧化技術(shù)因其處理效果穩(wěn)定、成本低、水質(zhì)適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在印染、制藥、化工廢水的難降解物質(zhì)處理方面受到了廣泛關(guān)注。新型高效、穩(wěn)定廉價(jià)催化劑的研制是微波催化氧化技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文通過(guò)浸漬法和固相反應(yīng)法制備、優(yōu)選了微波催化氧化處理垃圾滲濾液的催化劑，并對(duì)處理工藝的運(yùn)行條件進(jìn)行了優(yōu)化。

2、
　　 以TiO2、CeO2和ZrO2為載體，以Fe、Co和Ni為活性組分，通過(guò)浸漬法制備并優(yōu)選催化劑。結(jié)果表明，以CeO2為載體，以Fe為活性組分時(shí)制備的負(fù)載型Fe-O/CeO2催化劑的活性最好，其最佳制備條件為：Fe(NO3)3濃度為0.1mol/L，浸漬溫度為25℃，浸漬時(shí)間為10h，焙燒溫度為350℃，焙燒時(shí)間為4h。將其用于垃圾滲濾液的微波催化氧化處理中，對(duì)催化劑投加量、氧化劑投加量、微波功率、微波輻射時(shí)間和水樣的初始

3、濃度等微波催化氧化工藝運(yùn)行條件進(jìn)行優(yōu)化，確定了工藝的最佳運(yùn)行條件為：Fe-O/CeO2投加量l0g/L、H2O2投加量22.5ml/L、微波功率800w、微波輻射時(shí)間10min和水樣的初始濃度C水樣/C原液為100％(即垃圾滲濾液不經(jīng)稀釋直接處理)。SEM和XRD測(cè)試結(jié)果表明，F(xiàn)e-O/CeO2催化劑中活性組分Fe以α-Fe2O3和CeFe2的形式存在，活性組分在催化劑載體表面分布較均勻。
　　 通過(guò)高溫固相反應(yīng)法和中溫固相反應(yīng)

4、法制備并優(yōu)選催化劑。結(jié)果表明，中溫固相反應(yīng)法制備條件下Ni-Co-Ce-O催化劑的活性最好，其最佳制備條件為：Ni∶Co摩爾比為1∶2，(NiO+Co2O3)/CeO2(Ni(CH3COO)2·4H2O和Co(CH3COO)2·4H2O的量以對(duì)應(yīng)的氧化物的量計(jì))質(zhì)量比為5％，研磨時(shí)間為40min，焙燒溫度為450℃，焙燒時(shí)間為4h。將其用于垃圾滲濾液的微波催化氧化處理中，對(duì)催化劑投加量、氧化劑投加量、微波功率、微波輻射時(shí)間和水樣的初始濃

5、度等微波催化氧化工藝運(yùn)行條件進(jìn)行優(yōu)化，確定了工藝的最佳運(yùn)行條件為：Ni-Co-Ce-O投加量10g/L、H2O2投加量45ml/L、微波功率800w、微波輻射時(shí)間10min和水樣的初始濃度C水樣/C原液為100％(即垃圾滲濾液不經(jīng)稀釋直接處理)。高、中溫固相反應(yīng)法下Ni-Co-Ce-O催化劑的SEM和XRD測(cè)試結(jié)果表明，中溫固相反應(yīng)法制備的Ni-Co-Ce-O催化劑擁有更小的粒徑和更多的孔洞，因此其催化活性更高。
　　 微波催化

6、氧化垃圾滲濾液的動(dòng)力學(xué)研究：通過(guò)摻雜R物質(zhì)，對(duì)Fe-O/CeO2催化劑進(jìn)行了改性；在滲濾液初始CODcr5736mg/L、氨氮1840mg/L和色度500倍的條件下，在改性Fe-O/CeO2投加量25g/L、H2O2投加量22.5ml/L、微波功率800w和微波輻射時(shí)間10min的運(yùn)行條件下，微波催化氧化工藝對(duì)CODcr、氨氮和色度的去除率分別為73％、78％和85％；相對(duì)一級(jí)反應(yīng)，CODcr和氨氮的降解過(guò)程更符合四次曲線方程。