高濃度有毒有機(jī)廢水微波輔助常壓連續(xù)催化濕式氧化工藝研究.pdf

1、該論文采用一種新的工藝：微波輔助催化濕式氧化，在微波輻照和常壓條件下，以活性炭或炭載金屬為催化劑，空氣為氧源，固定床反應(yīng)器中動態(tài)連續(xù)地處理廢水中的優(yōu)先控制污染物對硝基酚(PNP)和五氯酚(PCP)；通過處理不同行業(yè)的實際高濃度有機(jī)廢水來考察這種新工藝的實用可行性。 主要開展的工作： 首先為了消除活性炭或炭載金屬催化劑吸附作用對目標(biāo)物降解效果的影響，測定了PNP和PCP的吸附等溫線，確定出實驗過程中催化劑上目標(biāo)物的預(yù)吸

2、附量。 在活性炭固定床微波輔助催化濕式氧化實驗中，考察了濃度從(200～11000)mg·L-1的PNP溶液的處理情況，結(jié)果表明90％以上的PNP被降解；而且隨著初始濃度的升高，反應(yīng)出水濃度卻保持不變，溶液中的PNP幾乎被完全去除和礦化。通過考察微波功率、空氣量、活性炭用量和進(jìn)水流量等不同參數(shù)的影響作用得出反應(yīng)最佳實驗條件；最佳實驗條件下長時間的連續(xù)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，高溫可使活性炭的微孔減少，從而使目標(biāo)物的去除效率下降。鄰硝基酚、苯酚

3、、硝基苯、氫醌、苯醌和3-[對硝基酚基]-丙酸是PNP降解的主要中間產(chǎn)物，高溫?zé)峤夂脱趸纸庾饔貌⒋嬗赑NP的降解過程中。電加熱實驗不能降解溶液中的PNP，炭化硅固定床對PNP的去除效果明顯不如活性炭，活性炭的吸波性和吸附性在PNP的降解過程中起著重要作用。 應(yīng)用微波能制備了炭載金屬催化劑，表征發(fā)現(xiàn)，微波法制備的催化劑表面上金屬顆粒分布均勻，其形貌尺寸和晶粒尺寸均小于傳統(tǒng)浸漬法制備的金屬顆粒形貌尺寸和晶粒尺寸。微波法制備炭載金

4、屬催化劑過程中不需要H2還原，活性炭參與了金屬的還原反應(yīng)。 炭載金屬催化劑微波輔助催化濕式氧化工藝可高效地降解和礦化溶液中的PNP和PCP。與活性炭相比，炭載金屬催化劑表現(xiàn)出更高的去除效率和更好的實驗穩(wěn)定性。對PNP來說，金屬的負(fù)載并沒有改變PNP的降解反應(yīng)歷程，而只是加速了反應(yīng)的進(jìn)行；在PCP降解反應(yīng)中，檢測到脫氯和脫羥基的中間產(chǎn)物，高溫?zé)峤夂脱趸磻?yīng)同樣并存于PCP的降解過程中。實驗過程中，活潑金屬銅和錳的顆粒表面發(fā)生氧化

5、和團(tuán)聚現(xiàn)象，并存在金屬的溶出問題；貴金屬鉑表現(xiàn)出良好的實驗穩(wěn)定性，不存在溶出現(xiàn)象。 無論是活性炭，還是炭載金屬催化劑，微波輔助催化濕式氧化工藝均可顯著提高PNP溶液出水的可生化性。 小試實驗裝置中有效處理了兩種不同行業(yè)的實際高濃度有機(jī)廢水：初始濃度7027mg·L-1農(nóng)藥廢水的CODCr去除率為90％；33494mg·L-1石化含醛廢水CODCr去除率為94％，TOC去除率為99％。在自行設(shè)計、加工和安裝的中試裝置中