發(fā)布時間：2017-09-27 18:33

  本文關(guān)鍵詞：新型粉煤灰基催化劑UV-Fenton-MBR耦合處理焦化廢水的研究

  更多相關(guān)文章： 粉煤灰沸石 Cu-Fe催化劑 光催化氧化 模擬焦化廢水

【摘要】：本文以粉煤灰廢物為原料制備了具有高陽離子交換性能和高吸附性能的Na6[AlSiO_4]6-4H_2O沸石,并以該粉煤灰沸石作為載體分別采用浸漬法和共沉淀法研制出兩種不同的復(fù)合催化劑,在此基礎(chǔ)上經(jīng)綜合比較確定催化活性較強的催化劑用于模擬焦化廢水的處理試驗,并對粉煤灰沸石和催化劑的結(jié)構(gòu)進行了表征,深入分析了Cu和Fe的協(xié)同催化機制以及將其用于處理焦化廢水的可行性。得出如下主要結(jié)論：(1)沸石合成及改性試驗結(jié)果表明：當Si/Al為0.906,晶化溫度141℃,晶化時間9.87 h時,合成沸石的陽離子交換性能(CEC)和吸附性最好,利用X-射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)對合成產(chǎn)物進行表征,結(jié)果表明此沸石化學(xué)式為Na6[AlSiO_4]6-4H_2O,將溶劑由超純水替換成2 mol/L的NaCl時,合成沸石的陽離子交換性能(CEC)得到了顯著的提升。(2) Cu-Fe復(fù)合催化劑制備試驗結(jié)果表明：浸漬法制備的催化劑對亞甲基藍(MB)的降解效率比共沉淀法高；通過與Fe2+/H_2O_2系統(tǒng)比較發(fā)現(xiàn),Cu-Fe復(fù)合催化劑不僅催化活性高,降解速率快,而且對pH的適應(yīng)范圍也從2-4拓寬到了2-12,驗證了Cu-Fe間存在著協(xié)同催化作用,并對其作用機理進行了深入探討；浸漬法制備催化劑的穩(wěn)定性更好,循環(huán)利用4次后對MB的降解率達70.4%。(3) UV-Fenton-MBR耦合處理模擬焦化廢水的試驗結(jié)果表明：反應(yīng)初期UV-Fenton-MBR工藝對有機物、SCN-和CN-的光催化降解率都高于92%,對NH_4~+-N的降解率為56.89%,有機物的降解率隨著運行時間的延長而降低,SCN、CN-和NH4+-N的去除率幾乎不變。本研究以廢物資源化的理念為出發(fā)點,為高效率、低成本地處理并資源化利用粉煤灰及高鹽廢水提供了新的途徑、為深入理解沸石水熱合成、催化劑制備及有機物降解過程中Cu和Fe間的協(xié)同機制提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：粉煤灰沸石 Cu-Fe催化劑 光催化氧化 模擬焦化廢水
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X784;O643.36
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 概論9-24
• 1.1 焦化廢水的來源及水質(zhì)特征9-10
• 1.1.1 焦化廢水的來源9
• 1.1.2 焦化廢水的水質(zhì)特征9-10
• 1.2 焦化廢水的處理現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 預(yù)處理工藝10-11
• 1.2.2 生化處理工藝11-12
• 1.2.3 高級氧化處理工藝12-13
• 1.3 粉煤灰的來源及化學(xué)組成13
• 1.3.1 粉煤灰的來源13
• 1.3.2 粉煤灰的化學(xué)組成13
• 1.4 粉煤灰的危害及其利用13-15
• 1.4.1 粉煤灰的危害14
• 1.4.2 粉煤灰的綜合利用14-15
• 1.5 粉煤灰沸石的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.5.1 粉煤灰沸石的分類16
• 1.5.2 粉煤灰沸石的合成法16-17
• 1.5.3 沸石合成過程中的影響因素17-18
• 1.6 沸石負載Cu-Fe催化劑的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.6.1 沸石負載Cu-Fe催化劑的方法18-19
• 1.6.2 Cu-Fe催化劑的作用機理19-21
• 1.7 研究內(nèi)容及意義21-24
• 1.7.1 研究目的及內(nèi)容21-22
• 1.7.2 研究意義22-24
• 第2章 試驗材料及方法24-30
• 2.1 試驗試劑及試驗器材24-25
• 2.2 試驗裝置25-26
• 2.3 粉煤灰沸石的合成26-28
• 2.3.1 粉煤灰預(yù)處理26
• 2.3.2 粉煤灰組分的測定26
• 2.3.3 粉煤灰合成沸石26-27
• 2.3.4 粉煤灰沸石的表征27-28
• 2.4 催化劑的制備及其表征28-29
• 2.4.1 銅鐵催化劑的制備方法28-29
• 2.4.2 催化劑的表征29
• 2.5 水質(zhì)測定方法29-30
• 第3章 沸石的制備30-40
• 3.1 粉煤灰的化學(xué)組成30
• 3.2 粉煤灰沸石的合成及優(yōu)化30-32
• 3.3 粉煤灰沸石的表征32-37
• 3.3.1 XRD分析32-35
• 3.3.2 SEM分析35-37
• 3.4 沸石合成的影響因素37-38
• 3.4.1 硅鋁摩爾比的影響37
• 3.4.2 晶化溫度的影響37-38
• 3.4.3 晶化時間的影響38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 第4章 沸石負載銅鐵催化劑40-50
• 4.1 催化劑的表征40
• 4.2 UV-Fenton系統(tǒng)的影響因素40-45
• 4.2.1 催化劑投加量對MB降解率的影響40-41
• 4.2.2 H_2O_2濃度對MB降解率的影響41-42
• 4.2.3 pH對MB降解率的影響42-43
• 4.2.4 反應(yīng)時間對MB降解率的影響43-44
• 4.2.5 MB起始濃度對MB降解率的影響44-45
• 4.3 Cu-Fe催化劑的協(xié)同效應(yīng)45-47
• 4.3.1 Cu-Fe催化劑在催化速率上的協(xié)同作用45-46
• 4.3.2 Cu-Fe催化劑在拓寬pH上的協(xié)同作用46-47
• 4.4 催化劑的穩(wěn)定性47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-50
• 第5章 UV-Fenton-MBR耦合處理焦化廢水50-57
• 5.1 焦化廢水水質(zhì)50
• 5.2 UV-Fenton-MBR耦合系統(tǒng)連續(xù)處理焦化廢水50-55
• 5.2.1 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對苯酚的光催化降解50-51
• 5.2.2 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對喹啉的光催化降解51-52
• 5.2.3 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對2,4-二氯酚的光催化降解52
• 5.2.4 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對SCN~-的光催化降解52-53
• 5.2.5 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對CN~-的光催化降解53-54
• 5.2.6 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對NH_4~+-N的光催化降解54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻58-61
• 致謝61-62
• 附錄62

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