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

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【摘要】：本文以粉煤灰廢物為原料制備了具有高陽(yáng)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(qiáng)的催化劑用于模擬焦化廢水的處理試驗(yàn),并對(duì)粉煤灰沸石和催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,深入分析了Cu和Fe的協(xié)同催化機(jī)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(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)Si/Al為0.906,晶化溫度141℃,晶化時(shí)間9.87 h時(shí),合成沸石的陽(yáng)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(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)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(shí),合成沸石的陽(yáng)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(yàn)結(jié)果表明：浸漬法制備的催化劑對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)的降解效率比共沉淀法高；通過(guò)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(duì)pH的適應(yīng)范圍也從2-4拓寬到了2-12,驗(yàn)證了Cu-Fe間存在著協(xié)同催化作用,并對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)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(duì)MB的降解率達(dá)70.4%。(3) UV-Fenton-MBR耦合處理模擬焦化廢水的試驗(yàn)結(jié)果表明：反應(yīng)初期UV-Fenton-MBR工藝對(duì)有機(jī)物、SCN-和CN-的光催化降解率都高于92%,對(duì)NH_4~+-N的降解率為56.89%,有機(jī)物的降解率隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)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(diǎn),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(jī)物降解過(guò)程中Cu和Fe間的協(xié)同機(jī)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(lái)源及水質(zhì)特征9-10
• 1.1.1 焦化廢水的來(lái)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(jí)氧化處理工藝12-13
• 1.3 粉煤灰的來(lái)源及化學(xué)組成13
• 1.3.1 粉煤灰的來(lái)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(guò)程中的影響因素17-18
• 1.6 沸石負(fù)載Cu-Fe催化劑的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.6.1 沸石負(fù)載Cu-Fe催化劑的方法18-19
• 1.6.2 Cu-Fe催化劑的作用機(jī)理19-21
• 1.7 研究?jī)?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(yàn)材料及方法24-30
• 2.1 試驗(yàn)試劑及試驗(yàn)器材24-25
• 2.2 試驗(yàn)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(cè)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(cè)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(shí)間的影響38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 第4章 沸石負(fù)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(duì)MB降解率的影響40-41
• 4.2.2 H_2O_2濃度對(duì)MB降解率的影響41-42
• 4.2.3 pH對(duì)MB降解率的影響42-43
• 4.2.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)MB降解率的影響43-44
• 4.2.5 MB起始濃度對(duì)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(duì)苯酚的光催化降解50-51
• 5.2.2 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對(duì)喹啉的光催化降解51-52
• 5.2.3 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對(duì)2,4-二氯酚的光催化降解52
• 5.2.4 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對(duì)SCN~-的光催化降解52-53
• 5.2.5 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對(duì)CN~-的光催化降解53-54
• 5.2.6 UV-Fenton-MBR系統(tǒng)對(duì)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(xiàn)58-61
• 致謝61-62
• 附錄62

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：931302