發(fā)布時間：2017-10-06 04:36

  本文關鍵詞：銅鈰鑭復合金屬氧化物催化臭氧氧化橡膠廢水的研究

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【摘要】：近年來,化工行業(yè)的水污染問題日趨嚴重,化工廢水的治理以成為了國家重點關注的環(huán)保問題。目前,我國大多數(shù)污水處理廠對化工廢水的處理采用的是傳統(tǒng)的水處理技術。但化工廢水水量大、組成復雜、有機物多、難降解,經(jīng)過傳統(tǒng)的水處理技術處理后也很難達標排放,因此需要引入更高效的水處理技術應對此類廢水的處理。催化臭氧氧化技術作為高效穩(wěn)定的水處理技術,以其強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際橡膠廢水二級生化出水為處理對象,制備了銅鈰鑭復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合金屬氧化物催化臭氧氧化橡膠廢水二級生化出水的工藝條件。得到主要研究結果如下：(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合金屬氧化物催化劑(Cu-Ce-La-O/CH),對催化劑制備工藝條件進行了優(yōu)化。結果表明,當活性組分配比為n(Cu):n(Ce):n(La)=4:2:1,焙燒溫度為550℃時,催化劑的催化活性最好。(2)通過間歇操作方式,考察了臭氧單獨氧化和催化劑的吸附能力對銅鈰鑭復合金屬氧化物催化劑催化臭氧氧化效果的影響,在此基礎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。結果說明,臭氧單獨氧化和催化劑的物理吸附對催化臭氧氧化處理橡膠廢水的結果影響很��；當初始CODCr為200mg-L-1、氣體流速為0.3L·min-1、臭氧濃度為4.588mg-L-1、反應溫度為20℃、催化劑的投加量為56.3g和停留時間為60min時,銅鈰鑭復合金屬氧化物催化臭氧氧化橡膠廢水二級生化出水的CODCr去除率最高,達到了60.4%,出水CODCr小于8Omg·1L-1,符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的二級排放標準。(3)采用連續(xù)操作方式,研究了銅鈰鑭復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。結果顯示,當連續(xù)進出水運行84小時過程中,催化劑對橡膠廢水的催化臭氧氧化效率依然穩(wěn)定,當初始CODcr為200mg·L-1時,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準》(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,對反應機理進行了初步討論。結果發(fā)現(xiàn),催化臭氧氧化反應過程符合羥基自由基反應機理,且反應過程遵循一級動力學,催化臭氧氧化的反應速率常數(shù)遠大于臭氧單獨氧化。
【關鍵詞】：金屬氧化物 催化臭氧氧化 COD_(Cr) 橡膠廢水 深度處理
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X783.3;O643.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 緒論16-36
• 1.1 化工行業(yè)廢水污染的概述16-19
• 1.1.1 我國化工行業(yè)廢水污染的現(xiàn)狀16-17
• 1.1.2 化工廢水的特點及危害17-18
• 1.1.3 化工廢水的處理現(xiàn)狀及存在的問題18-19
• 1.2 化工廢水處理技術的研究進展19-26
• 1.2.1 物理化學法19-20
• 1.2.2 生化法20-21
• 1.2.3 高級氧化技術21-25
• 1.2.4 高級氧化技術在水處理方面存在的問題25-26
• 1.3 催化臭氧氧化技術26-31
• 1.3.1 催化臭氧氧化技術的概述26-27
• 1.3.2 多相催化臭氧氧化反應機理的研究27-29
• 1.3.3 多相催化臭氧氧化技術在水處理中的應用29-30
• 1.3.4 影響催化臭氧氧化性能的因素30-31
• 1.4 催化劑的制備方法31-33
• 1.4.1 浸漬法31-32
• 1.4.2 沉淀法32
• 1.4.3 溶膠-凝膠法32-33
• 1.4.4 離子交換法33
• 1.5 論文研究的目的和內(nèi)容33-36
• 1.5.1 論文研究的目的33-34
• 1.5.2 論文研究的內(nèi)容34-36
• 第二章 試驗部分36-42
• 2.1 實驗原料及主要實驗設備36-37
• 2.1.1 主要實驗原料36
• 2.1.2 主要實驗設備36-37
• 2.2 試驗裝置37-38
• 2.3 試驗廢水的來源及其性質38-39
• 2.4 試驗過程及分析方法39-42
• 2.4.1 試驗過程39-40
• 2.4.2 分析測試方法40-42
• 2.4.2.1 化學需氧量(COD_(cr))的檢測方法40
• 2.4.2.2 臭氧濃度的測定40-42
• 第三章 催化劑的制備及其表征42-52
• 3.1 催化劑的制備42-44
• 3.1.1 涂覆γ-Al_2O_3的堇青石蜂窩陶瓷復合載體的制備42-43
• 3.1.1.1 堇青石蜂窩陶瓷的預處理42-43
• 3.1.1.2 γ-Al_2O_3涂層的制備43
• 3.1.2 Cu-Ce-La-O/CH催化劑的制備43-44
• 3.2 催化劑制備條件的研究44-47
• 3.2.1 活性組分配比的影響44-46
• 3.2.2 焙燒溫度的影響46-47
• 3.3 催化劑的表征47-49
• 3.3.1 BET的表征結果47-48
• 3.3.2 催化劑的SEM及EDS表征結果48-49
• 3.4 小結49-52
• 第四章 間歇操作處理橡膠廢水的研究52-62
• 4.1 催化臭氧氧化試驗的可靠性驗證52-54
• 4.1.1 臭氧氧化試驗52-53
• 4.1.2 催化劑吸附試驗53-54
• 4.2 催化臭氧氧化試驗條件的研究54-60
• 4.2.1 臭氧濃度對橡膠廢水COD_(cr)的影響54-55
• 4.2.2 停留時間對橡膠廢水COD_(cr)的影響55-56
• 4.2.3 反應溫度對橡膠廢水COD_(cr)的影響56-57
• 4.2.4 pH值對橡膠廢水COD_(cr)的影響57-59
• 4.2.5 催化劑的使用壽命評價59-60
• 4.3 小結60-62
• 第五章 連續(xù)操作催化臭氧氧化處理橡膠廢水的研究62-66
• 5.1 連續(xù)操作催化臭氧氧化試驗62-63
• 5.2 催化劑的穩(wěn)定性試驗63-65
• 5.3 出水中Cu~(2+)的濃度的檢測65
• 5.4 小結65-66
• 第六章 復合金屬氧化物催化臭氧氧化橡膠廢水過程的研究66-74
• 6.1 反應機理的研究66-69
• 6.1.1 羥基自由基的檢測66-68
• 6.1.2 反應機理的討論68-69
• 6.2 反應動力學的研究69-73
• 6.2.1 反應級數(shù)的確定69-72
• 6.2.2 反應速率常數(shù)的考察72-73
• 6.3 小結73-74
• 第七章 結論74-76
• 參考文獻76-82
• 致謝82-84
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文84-86
• 作者和導師簡介86-88
• 附錄88-91
• 附件91-92

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5 劉s，

本文編號：980771