微波強化二氧化氯催化氧化處理苯酚廢水的研究.pdf

1、為解決目前水中難降解有機污染物處理中存在的技術問題，本文研究開發(fā)出一種新型物理化學水處理技術-微波強化高級氧化工藝（MAOP）。本文圍繞微波強化ClO2催化氧化工藝中催化劑的研制這一技術關鍵，制備了MnOx/ACF催化劑，并以MnOx/ACF為催化劑，以苯酚模擬廢水為處理對象，建立微波強化ClO2催化氧化處理苯酚廢水工藝，并深入開展了相關應用的基礎研究。
　　本文首先研究了在微波場條件下ClO2/Mn()Ⅱ均相體系催化氧化處理苯酚

2、廢水的工藝。實驗結果表明，對于80mg/L的含酚廢水，其最佳的工藝條件為：微波輻照功率50W，輻照時間5min，催化劑Mn()Ⅱ加入量0.097mmol/L，ClO2濃度80mg/L。在此工藝條件下，水中苯酚的去除率達90.39％。
　　以活性炭纖維ACF為載體，以錳鹽(Ⅱ)為活性組分，采用浸漬法制備了MnOx/ACF催化劑，對其在微波強化ClO2催化氧化工藝中的催化活性和穩(wěn)定性進行研究。催化劑的結構分析表明，MnOx/ACF中錳

3、以MnO、MnO2和Mn2O3等多種形式存在，其中錳的負載量約為1.13%。
　　以自制MnOx/ACF為催化劑，ClO2為氧化劑，研究建立微波強化ClO2催化氧化工藝。對于50mL初始濃度為200mg/L的模擬苯酚廢水，最佳的處理工藝條件為：微波輻照功率50W，輻照時間6min，pH值為6，ClO2投加量80mg/L，催化劑加入量3g/L。在此工藝條件下，對苯酚廢水的去除率達到80.91%，TOC去除率為67.23%。
　

4、　本文研究了微波強化ClO2催化氧化、微波強化ClO2氧化、水浴條件下ClO2催化氧化和水浴條件下ClO2氧化四種工藝中ClO2與苯酚的反應動力學。結果表明，四種處理工藝條件下，ClO2催化氧化苯酚的反應對于苯酚反應級數(shù)為準一級反應，其動力學速率常數(shù)k分別為：0.1642、0.0756、0.0725和0.0417min-1。對比四種不同工藝中的反應速率常數(shù)可知，微波輻照與MnOx/ACF催化劑聯(lián)合使用可明顯提高ClO2降解有機物的反應速

5、率。
　　采用分子熒光光譜法，對微波強化ClO2催化氧化體系中的羥基自由基的生成規(guī)律進行了研究探討。結果表明，當微波輻照、MnOx/ACF催化劑和ClO2聯(lián)合使用時，體系中有大量的·OH自由基生成，說明微波輻照與催化劑具有協(xié)同作用，可明顯提高ClO2氧化體系產(chǎn)生·OH自由基的能力?；诖?，本文提出微波強化ClO2催化氧化處理水中有機污染物的可能機制為：廢水中的有機污染物首先被吸附于催化劑表面，由于催化劑表面能夠強烈地吸收微波，在微