活性炭載錳催化劑制備及其催化臭氧氧化處理廢水
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【摘要】:催化臭氧氧化技術(shù)利用臭氧和臭氧產(chǎn)生的羥基自由基來降解有機(jī)污染物,兼具脫色、除臭和消毒的功效。隨著廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高和臭氧制備成本的降低,催化臭氧氧化技術(shù)成為一種非常有應(yīng)用前景的廢水深度處理技術(shù)。本課題通過浸漬-煅燒法制備出一種適用于催化臭氧氧化處理廢水的活性炭載錳催化劑,研究其催化臭氧氧化有機(jī)物的性能,并實(shí)施了催化臭氧氧化技術(shù)深度處理工業(yè)廢水的中試研究。研究表明,活性炭負(fù)載金屬錳可以顯著提高臭氧降解鄰苯二甲酸氫鉀(KHP)的反應(yīng)速率。通過比較活性炭載錳催化劑催化臭氧氧化KHP的效果,對(duì)催化劑制備工藝參數(shù)如煅燒溫度、煅燒時(shí)間、負(fù)載量、載體、浸漬時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化:以堅(jiān)果活性炭為載體、錳負(fù)載量為5%、浸漬時(shí)間為6 h、在400℃條件下煅燒3 h得到的負(fù)載型催化劑具有最好的催化活性;在反應(yīng)90 min內(nèi),催化臭氧氧化去除溶液中COD的速率較活性炭催化提高了2倍。小試表明,活性炭載錳催化劑催化臭氧氧化KHP的過程中,自由基氧化發(fā)揮了比較重要的作用,因?yàn)楫?dāng)加入自由基抑制劑后,COD去除速率顯著下降。反應(yīng)受到pH的影響,為了保證較好的降解效果,應(yīng)使反應(yīng)體系處于弱堿性條件。當(dāng)使用活性炭載錳催化劑時(shí),臭氧氧化苯酚的COD去除速率較活性炭催化時(shí)提高了1倍。活性炭載錳催化劑對(duì)臭氧氧化處理工業(yè)廢水也具有較強(qiáng)的催化效果。中試以某工業(yè)園區(qū)集中式污水處理廠的生化系統(tǒng)出水為處理對(duì)象,研究活性炭載錳催化劑的催化性能。實(shí)驗(yàn)表明,其催化臭氧氧化處理廢水的效果較好,COD的去除量基本穩(wěn)定在40-55 mg/L,臭氧投加量與COD去除量的比例為03:COD=0.4-0.7(以質(zhì)量計(jì));廢水的色度從32倍降到4倍以下。總之,以活性炭為載體,以錳為活性組分,制備了用于催化臭氧氧化的負(fù)載型催化劑,小試和中試都證明了催化劑具有較好的性能,為催化臭氧氧化技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用提供了比較好的探索。
【關(guān)鍵詞】:臭氧臭氧 活性炭載錳催化劑 中試 廢水
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X703
【目錄】:
- 致謝6-7
- 摘要7-8
- ABSTRACT8-15
- 1 緒論15-17
- 1.1 課題背景15-16
- 1.2 課題來源16
- 1.3 課題目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容16-17
- 2 文獻(xiàn)綜述17-26
- 2.1 臭氧及其氧化作用17-19
- 2.1.1 臭氧的物理化學(xué)性質(zhì)17
- 2.1.2 臭氧氧化機(jī)理17-19
- 2.2 臭氧在水處理中的應(yīng)用19-20
- 2.3 催化臭氧氧化技術(shù)20-22
- 2.4 催化劑制備方法22-25
- 2.4.1 活性組分22-23
- 2.4.2 載體23-24
- 2.4.3 負(fù)載方法24-25
- 2.5 小結(jié)25-26
- 3 實(shí)驗(yàn)材料與方法26-32
- 3.1 實(shí)驗(yàn)材料與裝置26-27
- 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料26-27
- 3.1.2 裝置與流程27
- 3.2 儀器和設(shè)備27-28
- 3.3 實(shí)驗(yàn)方法28-30
- 3.3.1 催化劑制備28-29
- 3.3.2 催化臭氧氧化實(shí)驗(yàn)29-30
- 3.4 分析測(cè)試方法30-32
- 4 催化劑制備與性能32-47
- 4.1 催化劑的活性32-33
- 4.2 催化劑制備工藝參數(shù)33-45
- 4.2.1 煅燒溫度33-36
- 4.2.2 煅燒時(shí)間36-38
- 4.2.3 錳負(fù)載量38-41
- 4.2.4 載體種類41-44
- 4.2.5 浸漬時(shí)間44-45
- 4.3 小結(jié)45-47
- 5 催化臭氧氧化有機(jī)污染物和工業(yè)廢水47-54
- 5.1 催化臭氧氧化KHP47-51
- 5.1.1 氧化效果47-49
- 5.1.2 自由基抑制劑的影響49-50
- 5.1.3 pH的影響50-51
- 5.2 催化臭氧氧化苯酚51-52
- 5.3 催化臭氧氧化工業(yè)廢水52-53
- 5.4 小結(jié)53-54
- 6 催化臭氧氧化技術(shù)的中試研究54-63
- 6.1 中試背景54-55
- 6.2 研究?jī)?nèi)容55
- 6.3 裝置與運(yùn)行55-57
- 6.3.1 中試裝置55-57
- 6.3.2 運(yùn)行條件57
- 6.4 結(jié)果與討論57-60
- 6.5 成本分析60-62
- 6.5.1 中試裝置投資60-61
- 6.5.2 處理成本分析61-62
- 6.6 小結(jié)62-63
- 7 結(jié)論與展望63-65
- 7.1 結(jié)論63-64
- 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)64
- 7.3 展望64-65
- 作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)期間所取得的科研成果65-66
- 參考文獻(xiàn)66-71
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本文編號(hào):261245
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