納米鐵酸鹽與活性載體吸附降解富COD工業(yè)廢水的研究.pdf

1、印刷電路板行業(yè)(PCB)是一門重要的電子工業(yè)行業(yè),在電子設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,目前在我國處于黃金發(fā)展期。在PCB的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生各種廢水,其中影響轉(zhuǎn)移工序過程中產(chǎn)生的退膜顯影液是一種高濃度的有機物污染廢水,其化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)值極高,處理非常困難,目前一般以酸化的方法對其進行處理,效果甚不理想,還難以達到國家的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。活性炭由于其具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積,是一種吸附性能

2、極強的炭質(zhì)吸附劑,在水處理等方面有廣泛的應(yīng)用。目前制備活性炭主要采用木材為原材料,造成了大量森林的破壞,而目前我國普遍存在的農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼等,由于其含碳量較高,經(jīng)過處理后也可制備成高性能的活性炭。由于納米材料具備許多塊體材料所不具備的特殊效應(yīng)如表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、庫侖阻塞效應(yīng)等,從而具有奇異的力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)活性、催化和超導(dǎo)特性等,目前在催化、光學(xué)等領(lǐng)域已有十分普遍的應(yīng)用前景;納米技術(shù)是目前

3、的一個研究熱點。鐵氧體是以鐵(Ⅲ)氧化物為主體的復(fù)合氧化物,其中尖晶石型鐵氧體己在催化、微波吸收等領(lǐng)域有著越來越多的應(yīng)用,其對有機物的催化氧化降解作用得到了越來越多的研究。本論文通過高溫炭化活化法,以農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼制備了具有高比表面積和多孔隙的活性載體(Active Carrier),并通過熱共熔法在活性載體上分別搭載了各種納米級別的鐵氧體(Ferrite)(鐵酸錳MnFe2O4,鐵酸鈷CoFe2O4,氮氣保護下制備的鐵酸錳),并嘗試了

4、將稀土元素鈰摻雜進入鐵氧體晶格中。X射線衍射(XRD)及掃描電鏡(SEM)結(jié)果都表明在活性載體上成功搭載了納米級的鐵氧體顆粒,而稀土摻雜的實驗效果不理想,這有待于在實驗中進一步提高。通過研究活性載體及活性載體搭載鐵氧體(Ferrite On Active Carrier,FAC)對深圳恩達電路有限公司提供的退膜顯影液廢水COD的影響,比較了不同種鐵氧體處理廢水能力的差異,并論述了稀土元素的存在對樣品性能的影響。我們還通過一系列用量對比實

5、驗及時間對比實驗,得出了在處理廢水COD的過程中,活性載體搭載鐵氧體的最佳用量、微波處理的最佳時長,并比較了鼓入空氣與微波處理效果的差異。具體結(jié)果如下:1、活性載體及活性載體搭載鐵氧體均能高效的降低退膜顯影液廢水中的COD值,其COD去除率均可達65％以上?；钚暂d體以吸附作用起效,而活性載體搭載鐵氧體兼具吸附與催化降解的作用,在吸附富COD物質(zhì)的同時,納米鐵氧體對有機物進行催化氧化。相比于活性載體單一的吸附作用,活性載體搭載鐵氧體具有更

6、好的應(yīng)用前景;2、活性載體分別搭載鐵酸錳與鐵酸鈷后,其處理廢水效果相差很少,稀土元素的加入也未有明顯的促進作用,考慮到硝酸鈷及硝酸亞鈰的價格高出硝酸錳近5-10倍,活性載體搭載鐵酸錳是處理富COD廢水的最佳選擇;3、處理后廢水中的COD值并未隨著活性載體搭載鐵氧體用量的增大而顯著變化。活性載體搭載鐵氧體與待處理廢水的固液比為3:200時其處理最佳,廢水中COD值可下降70%以上;4、以微波加熱為輔助處理條件下,廢水中的COD值在前6分鐘