催化氧化降解工業(yè)廢水的催化劑和工程應(yīng)用研究.pdf

1、如何經(jīng)濟(jì)高效的對(duì)環(huán)境污染的治理是環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重大任務(wù)。在高級(jí)氧化技術(shù)中使用性能穩(wěn)定高效的催化劑可以顯著地降低成本和提高效率，因此對(duì)催化劑的研究與篩選具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?；诖吮疚膶?duì)利于磁性分離的芬頓催化劑的應(yīng)用進(jìn)行了研究。電解錳渣是一種污染嚴(yán)重的固體廢棄物，然而錳渣中部分活性成分對(duì)臭氧氧化具有催化效果?；谝詮U治廢、資源化利用，本文對(duì)電解錳渣制成臭氧催化劑及應(yīng)用到工業(yè)廢水的處理進(jìn)行了研究。
　　本文第一章介紹了工業(yè)廢水現(xiàn)狀、高級(jí)

2、氧化技術(shù)、電解錳渣的現(xiàn)狀，并對(duì)本課題的研究目的、意義和內(nèi)容進(jìn)行了闡述。
　　第二章闡述了鐵摻雜的有序介孔碳（OMC@Fe）、碳包覆四氧化三鐵（C@Fe3O4）、磁性氧化石墨烯（MGO）三種磁性碳復(fù)合材料的制備，以及利用XRD、TEM、TG等分析檢測(cè)手段對(duì)材料進(jìn)行了表征。三種磁性碳復(fù)合材料對(duì)4-CP模擬污染物進(jìn)行了吸附，結(jié)果表明其吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程更符合Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附等溫線更符合Freundlich等溫線模型，

3、三種磁性碳復(fù)合材料吸附能力由強(qiáng)到弱分別為：C@Fe3O4>OMC@Fe>MGO。同時(shí)以酸性橙為模擬污染物，對(duì)材料的芬頓反應(yīng)催化性能進(jìn)行了研究。在OMC@Fe類(lèi)芬頓降解酸性橙過(guò)程中通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得出在考察范圍內(nèi)對(duì)反應(yīng)的影響顯著性排序從強(qiáng)到弱依次為：pH、H2O2濃度、催化劑濃度。此外，光照在一定程度下可以提高芬頓反應(yīng)的降解效果，在一定程度內(nèi)通過(guò)升高溫度還可以降低pH對(duì)反應(yīng)限制。OMC@Fe作為類(lèi)芬頓降解酸性橙的催化劑具有較好的穩(wěn)定性能，且能

4、夠循環(huán)利用。C@Fe3O4類(lèi)芬頓降解酸性橙的過(guò)程可以進(jìn)一步證實(shí)在一定程度內(nèi)通過(guò)升高溫度可以降低pH對(duì)反應(yīng)限制的結(jié)論。C@Fe3O4具有磁性，便于材料的回收與重復(fù)利用。
　　在第三章中，先以電解錳渣為載體制備出電解錳渣載錳催化劑，再研究其在臭氧催化氧化工藝中對(duì)X3B的降解。實(shí)驗(yàn)確定在高錳酸鉀濃度為0.05 mol/L-1、吸附時(shí)間為24h、煅燒溫度為400℃的條件下制備出的電解錳渣載錳催化劑在實(shí)驗(yàn)考察范圍內(nèi)表現(xiàn)出最高活性。電解錳渣載

5、錳催化劑催化臭氧化較單純臭氧化污染物X3B具有優(yōu)勢(shì)，電解錳渣載錳催化劑具有較好的穩(wěn)定性能，機(jī)理探究發(fā)現(xiàn)催化產(chǎn)生的羥基自由基和體系臭氧是去除污染物的活性物種之一。此外，通過(guò)對(duì)不同反應(yīng)裝置的反應(yīng)效果進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)柱式反應(yīng)裝置具有更快的反應(yīng)速度。
　　第四章是關(guān)于臭氧催化氧化技術(shù)工程實(shí)踐。該部分對(duì)XX化工園污水處理廠現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集與分析，得出該臭氧氧化工藝對(duì)廢水可生化性的提高具有貢獻(xiàn)。結(jié)合實(shí)際情況通過(guò)小試，選出二氧化錳作為催化劑