適宜于高級氧化催化處理難降解廢水催化劑的研發(fā)與制備.pdf

1、研究催化劑在高級氧化處理難降解廢水中的作用,其目的就是找到催化活性好、穩(wěn)定性強、適用范圍廣、成本低廉的催化劑。進而通過投加催化劑,針對復雜多變的污水系統(tǒng),提高高級氧化技術中氧化劑的利用率,降低反應條件,減少對反應設備的要求等,從而降低了投資和運行成本,擴大了該技術的應用范圍。
　　本論文以高級氧化Fenton催化氧化技術為基礎,以某合成橡膠公司橡膠廢水為研究對象,探討適宜于均相、非均相催化氧化法處理丁苯橡廢水的催化劑,考擦各催化劑

2、對H2O2利用率的影響,主要結(jié)論如下:
　　(1)實驗室條件下,針對500ml橡膠廢水溶液,通過單因素和正交試驗分析探討了芬頓試劑降解橡膠廢水的最適處理條件:溫度45℃、時間60min、pH在3~7之間、
　　2mlH2O2、1.65mmol FeSO4,該條件下原水55％的CODcr得到去除,廢水生化性升高。
　　(2)結(jié)合該合成橡膠公司廢水特性,實際工藝處理過程中,比較經(jīng)濟可行的條件:FeSO4投加量3.3mmol

3、/L,H2O2/Fe2+摩爾比在9~11之間,反應時間60min,反應溫度與pH均為原水自然溫度和自然pH。
　　(3)對多種非貴金屬離子催化活性性分析,Cu2+、Mn2+催化H2O2降解廢水的效果較好;在均相芬頓催化氧化橡膠廢水進程中,保證活性催化離子總量不變,當以不同的比例復合作為催化劑時,H2O2的利用率各不相同,出水CODcr也有較大差別;按照Fe2+/Cu2+=1:1和Fe2+/Cu2+/Mn2+=2:2:1的比例復配投

4、加時,與單獨投加Fe2+相比,CODcr降解率分別增加了13%和17%。
　　(4)單獨金屬氧化物做類Fenton催化劑催化活性不高,催化活性Fe2O3>CuO>MnO2>CeO2>ZnO,且CeO2與ZnO對丁苯橡膠廢水幾乎沒有催化降解活性。
　　(5)根據(jù)負載型催化劑載體比表面積、孔洞的要求與分析,結(jié)合本實驗論文進程,選用了20~40目C、r-Al2O3、硅藻土、NaY分子篩為催化劑制備的載體。
　　(6)對四種載

5、體的一元、二元復合活性組分制備的八組催化劑的活性及穩(wěn)定性分析, Fe2O3-CuO/C催化劑活性最好,CODcr去除率達到72%;其他條件相同的情況下,當
　　COD去除率超過65%時,活性炭催化劑投加量為16g/L,分子篩催化劑投加量為20g/L,硅藻土催化劑投加量為24g/L, r-Al2O3催化劑投加量為36g/L。
　　(7)對三元復合催化劑Fe2O3-CuO-MnO2/C制備條件焙燒溫度、焙燒時間、浸漬液濃度等單因

6、素實驗分析,結(jié)合三因素三水平正交試驗的判定,制備條件焙燒溫度影響最顯著,其次是焙燒時間、浸漬液濃度,復合催化劑的最佳制備條件為焙燒溫度500℃、焙燒時間4h、浸漬液濃度8%;對催化劑投加量、雙氧水投加量、反應時間進行三水平三因素正交分析,反應t=60min、雙氧水投加量4ml/L、催化劑投加量16g/L時, Fe2O3-CuO-MnO2/C參與的催化氧化反應,有73.59%的CODcr得到去除。
　　(8)考察Ce添加量對三元復合

7、催化劑活性劑穩(wěn)定性的影響,在Ce添加量為0.4%時,Fe2O3-CuO-MnO2-CeO2/C催化劑催化活性最好,CODcr去除率達到80%。
　　(9)對一元、二元、三元、四元活性炭催化劑活性、穩(wěn)定性及單獨活性炭吸附作用的分析,Fe2O3-CuO-MnO2-CeO2/C催化劑活性及穩(wěn)定性最好,連續(xù)使用10次后,
　　Fe2O3-CuO-MnO2-CeO2/C催化劑的CODcr去除率仍然能達到60%以上,單獨活性炭吸附作用,