銅鈰鑭復(fù)合金屬氧化物催化臭氧氧化橡膠廢水的研究.pdf

1、近年來,化工行業(yè)的水污染問題日趨嚴(yán)重,化工廢水的治理以成為了國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)保問題。目前,我國(guó)大多數(shù)污水處理廠對(duì)化工廢水的處理采用的是傳統(tǒng)的水處理技術(shù)。但化工廢水水量大、組成復(fù)雜、有機(jī)物多、難降解,經(jīng)過傳統(tǒng)的水處理技術(shù)處理后也很難達(dá)標(biāo)排放,因此需要引入更高效的水處理技術(shù)應(yīng)對(duì)此類廢水的處理。
　　催化臭氧氧化技術(shù)作為高效穩(wěn)定的水處理技術(shù),以其強(qiáng)氧化性以及良好的穩(wěn)定性在化工廢水深度處理方面有很好的前景。本課題以某污水廠的實(shí)際橡膠廢水二

2、級(jí)生化出水為處理對(duì)象,制備了銅鈰鑭復(fù)合金屬氧化物催化劑,考察了催化劑的制備工藝條件和銅鈰鑭復(fù)合金屬氧化物催化臭氧氧化橡膠廢水二級(jí)生化出水的工藝條件。得到主要研究結(jié)果如下:
　　(1)以經(jīng)過涂覆γ-Al2O3的堇青石蜂窩陶瓷(Cordierite honeycomb,CH)作為載體,采用浸漬法制備了銅鈰鑭復(fù)合金屬氧化物催化劑(Cu-Ce-La-O/CH),對(duì)催化劑制備工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,當(dāng)活性組分配比為n(Cu)∶n(Ce

3、)∶n(La)=4∶2∶1,焙燒溫度為550℃時(shí),催化劑的催化活性最好。
　　(2)通過間歇操作方式,考察了臭氧單獨(dú)氧化和催化劑的吸附能力對(duì)銅鈰鑭復(fù)合金屬氧化物催化劑催化臭氧氧化效果的影響,在此基礎(chǔ)上研究了催化臭氧氧化深度處理橡膠廢水的最佳工藝條件。結(jié)果說明,臭氧單獨(dú)氧化和催化劑的物理吸附對(duì)催化臭氧氧化處理橡膠廢水的結(jié)果影響很小;當(dāng)初始CODCr為200mg·L-1、氣體流速為0.3L·min-1、臭氧濃度為4.588mg·L-1

4、、反應(yīng)溫度為20℃、催化劑的投加量為56.3g和停留時(shí)間為60min時(shí),銅鈰鑭復(fù)合金屬氧化物催化臭氧氧化橡膠廢水二級(jí)生化出水的CODCr去除率最高,達(dá)到了60.4％,出水CODCr小于80mg·L-1,符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　(3)采用連續(xù)操作方式,研究了銅鈰鑭復(fù)合金屬氧化物催化臭氧氧化橡膠廢水性能的穩(wěn)定性和Cu2+的溶出問題。結(jié)果顯示,當(dāng)連續(xù)進(jìn)出水運(yùn)行84小時(shí)過程中,

5、催化劑對(duì)橡膠廢水的催化臭氧氧化效率依然穩(wěn)定,當(dāng)初始CODCr為200mg·L-1時(shí),CODCr的去除率保持在55％-57％范圍內(nèi),且出水中Cu2+的含量小于0.5mg·L-1,符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的污染物最高允許排放濃度。
　　(4)通過加入羥基自由基抑制劑—叔丁醇,對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步討論。結(jié)果發(fā)現(xiàn),催化臭氧氧化反應(yīng)過程符合羥基自由基反應(yīng)機(jī)理,且反應(yīng)過程遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué),催化臭氧氧化的反