本文關(guān)鍵詞：載銅活性炭聯(lián)合微波處理難降解廢水的試驗(yàn)研究

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【摘要】：苯酚在醫(yī)藥、染料、煉油、化工等眾多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其毒性大,長期飲用被酚污染的水可引起人體一系列的健康問題。焦化廢水成分復(fù)雜,含有大量的酚、氰、雜環(huán)芳烴及多環(huán)芳烴等難生物降解的物質(zhì),經(jīng)生化處理之后很難達(dá)標(biāo)排放。微波誘導(dǎo)催化氧化技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一門新興水處理技術(shù),對(duì)難降解廢水有較好的處理效果。因此,本文采用該技術(shù)對(duì)模擬苯酚廢水和焦化廢水這兩種典型的難降解廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過浸漬-焙燒法制備了以三種不同形態(tài)的活性炭為載體的催化劑Cu/GAC、Cu/AC、Cu/ACF,以焦化廢水好氧池出水COD去除率為評(píng)價(jià)指標(biāo),考察了影響催化劑性能的主要因素,并對(duì)催化劑進(jìn)行了表征分析;通過單因素實(shí)驗(yàn)考察了相關(guān)因素對(duì)微波誘導(dǎo)催化氧化降解模擬苯酚廢水和焦化廢水的影響,進(jìn)而通過不同工藝對(duì)比實(shí)驗(yàn)、動(dòng)力學(xué)擬合、顆�；钚蕴吭谖⒉▓鲋猩郎厍闆r以及苯酚紫外光譜掃描等幾個(gè)方面對(duì)其降解機(jī)理進(jìn)行分析研究�？傻贸鲆韵陆Y(jié)論:(1)催化劑Cu/GAC的最佳制備條件為浸漬液濃度為0.3mol/L、焙燒溫度為300℃、焙燒時(shí)間為3h;Cu/AC的最佳制備條件為浸漬液濃度為0.2mol/L、焙燒溫度為300℃、焙燒時(shí)間為3h;Cu/ACF的最佳制備條件為浸漬液濃度為0.2mol/L、焙燒溫度為300℃、焙燒時(shí)間為2h;通過掃描電子顯微鏡、電子能譜分析和X射線衍射等表征方法對(duì)三種催化劑進(jìn)行了分析,可以發(fā)現(xiàn)活性組分銅的氧化物在載體上均呈無定形態(tài),且以Cu O和Cu2O形式存在,三種催化劑Cu/GAC、Cu/AC、Cu/ACF中銅元素所占的重量百分比分別為0.10,2.53,1.36。(2)對(duì)顆�；钚蕴吭谖⒉▓鲋械纳郎剡^程進(jìn)行了研究,可發(fā)現(xiàn)顆�；钚蕴吭谖⒉ǖ妮椪障履軌蚩焖偕郎�,在微波時(shí)間10min、微波功率700W的條件下,活性炭表面溫度可達(dá)到900℃左右,說明活性炭具有很強(qiáng)的吸波能力。(3)以Cu/GAC為催化劑,H2O2為氧化劑,采用單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)微波誘導(dǎo)催化氧化處理模擬苯酚廢水進(jìn)行考察,對(duì)于100m L濃度為100mg/L的模擬苯酚廢水,可得出:當(dāng)催化劑用量3g/L、H2O2用量2m L/L、p H=4、微波功率400W、微波時(shí)間4min時(shí),苯酚去除率可達(dá)99.96%,COD去除率可達(dá)88.6%,廢水中剩余苯酚濃度為0.04mg/L,剩余COD濃度為26.2mg/L。探討了不同工藝條件下苯酚廢水COD去除率,發(fā)現(xiàn)微波+催化劑+氧化劑這種工藝中三者存在協(xié)同效應(yīng),微波和催化劑的引入可以促進(jìn)H2O2生成大量的·OH,對(duì)苯酚的處理效率最高;對(duì)其反應(yīng)過程中苯酚和COD去除率進(jìn)行動(dòng)力學(xué)擬合,發(fā)現(xiàn)兩者均呈一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律,其半衰期較小,反應(yīng)速率較快;對(duì)苯酚在不同微波時(shí)間下的出水進(jìn)行紫外光譜掃描,可發(fā)現(xiàn)該工藝對(duì)苯酚降解徹底。(4)分別建立了以Cu/GAC、Cu/AC、Cu/ACF為催化劑,H2O2為氧化劑,微波誘導(dǎo)催化氧化深度處理焦化廢水實(shí)驗(yàn)。對(duì)于焦化廢水好氧池出水,通過單因素實(shí)驗(yàn),可得出:以Cu/GAC為催化劑,最佳條件為催化劑用量15g/L、H2O2用量10m L/L、p H=3、微波功率400W、微波時(shí)間4min,COD去除率為77.8%,廢水中剩余COD濃度為42.2mg/L;以Cu/AC為催化劑,最佳條件為催化劑用量2g/L、H2O2用量0.9m L/L、p H=3、微波功率400W、微波時(shí)間4min,COD去除率為86.4%,廢水中剩余COD濃度為25.8mg/L;以Cu/ACF為催化劑,最佳條件為催化劑用量3g/L、H2O2用量4m L/L、p H=3、微波功率400W、微波時(shí)間4min,COD去除率為80.2%,廢水中剩余COD濃度為37.6mg/L。探討了不同工藝條件下焦化廢水COD去除率,發(fā)現(xiàn)微波+催化劑+氧化劑這種工藝中三者存在協(xié)同效應(yīng),可大大提高反應(yīng)體系內(nèi)·OH的生成量,對(duì)焦化廢水的處理效率最高;同時(shí)分別對(duì)三種催化劑的反應(yīng)體系中COD去除率進(jìn)行動(dòng)力學(xué)擬合,發(fā)現(xiàn)均呈一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律,其半衰期較小,反應(yīng)速率較快。微波誘導(dǎo)催化氧化深度處理焦化廢水反應(yīng)快速,礦化度高,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理,經(jīng)處理后的焦化廢水中COD和色度均達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)的直接排放標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703

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