【摘要】：化學(xué)合成制藥產(chǎn)生的廢水,有機(jī)污染物高,可生化性較差,生物處理的難度較大。目前傳統(tǒng)方法對(duì)該類廢水的處理都不能達(dá)到理想的效果,而微波輔助類芬頓技術(shù)則能高效經(jīng)濟(jì)的處理該類廢水。相對(duì)于傳統(tǒng)芬頓技術(shù)而言,以Fe~(3+)離子等其他催化劑來(lái)替代Fe~(2+)離子,更加適合污染物復(fù)雜的工業(yè)廢水,并且具有在微波輻照下能形成大量的微小絮狀體,不需要調(diào)節(jié)pH值等優(yōu)點(diǎn)�；诖�,本研究創(chuàng)新性的提出了一種催化劑特殊活性組分的制備方法,并進(jìn)行了微波輔助類芬頓技術(shù)用于合成類制藥廢水處理的實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究。主要包括以下內(nèi)容:第一,以Fe~(3+)離子為均相催化劑,研究了微波輔助類芬頓技術(shù)用于合成類制藥廢水處理:(1)以Fe~(3+)離子為催化劑時(shí),最佳條件下時(shí)廢水TOC去除率可達(dá)63.07%,色度降至0。(2)廢水中污染物的去除實(shí)驗(yàn)表明,BOD_5/COD值從0.25提高到0.37以上;廢水生物毒性從5.0 Zn~(2+)mg/L降至0.6 Zn~(2+)mg/L以下。(3)經(jīng)過(guò)微波輔助類芬頓技術(shù)預(yù)處理后的制藥廢水,再進(jìn)行生物處理實(shí)驗(yàn),去除效果顯著高。第二,采用等體積浸漬法,引入水熱法和投加少量氨水,開(kāi)發(fā)研究了新型負(fù)載催化劑CuO_x-CeO_x/GAC。通過(guò)催化劑表征對(duì)CuO_x-CeO_x/GAC進(jìn)行研究:(1)SEM掃描發(fā)現(xiàn),新型負(fù)載方法制備的催化劑,其表面顆粒物粒徑較小且均等,分布均勻,負(fù)載量相對(duì)較大,無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。(2)EDX測(cè)試發(fā)現(xiàn),催化劑的表面活性組分和助劑組分分布合理,絕對(duì)量大,無(wú)碳酸鹽,這是新型負(fù)載催化劑活性高的原因。(3)XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn),新型負(fù)載催化劑表面顆粒物除了載體的固有晶型外,只檢測(cè)出CuO一種晶型,說(shuō)明CuO_x對(duì)碳酸鹽有更優(yōu)越的排斥作用。(4)催化劑的使用次數(shù)共5次。第三,通過(guò)研究微波傳質(zhì)和攪拌條件時(shí)反應(yīng)體系中H_2O_2量的變化,表明微波輻照能顯著縮短氧化反應(yīng)的時(shí)間,比攪拌條件的傳質(zhì)作用更強(qiáng)烈。本文圍繞微波輔助類芬頓技術(shù)中新型負(fù)載催化劑的研制這一關(guān)鍵技術(shù),為該類廢水處理提供了一條新的思路。制備的特殊活性組分是鐵水合氧化物(或銅水合氧化物),無(wú)碳酸鹽,這是催化反應(yīng)效率高的原因,是芬頓/類芬頓領(lǐng)域的重要發(fā)現(xiàn)。此外,微波輔助類芬頓技術(shù)對(duì)合成類制藥廢水的處理能夠降解廢水中的污染物和毒素,提高廢水的可生化性。同時(shí),在過(guò)量過(guò)氧化氫條件下,新型負(fù)載催化劑可以單獨(dú)使用,使合成類制藥廢水的TOC降至低濃度,在微波輔助類芬頓中表現(xiàn)出特殊性質(zhì)。
【圖文】：

第二章 材料與方法第二章 材料與方法料與裝置方案：微波輔助類芬頓技術(shù)包括微波輔助均相類芬頓頓技術(shù)。前者選擇 Fe3+離子或 Cu2+離子作為均相催化AC 或 CuOx-CeOx/GAC 作為新型負(fù)載催化劑，氧化劑去除效果由 TOC 去除率等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。系統(tǒng)研究了微波輔助非均相類芬頓技術(shù)的去除效果以及反應(yīng)機(jī)理負(fù)載催化劑的制備方法�；钚蕴繛槊嘿|(zhì)顆�；钚蕴浚�

圖 2-3 延時(shí)曝氣工藝實(shí)驗(yàn)裝置示意圖備注：1. 水箱 2. 水泵 3. 電子計(jì)量?jī)x 4. 延時(shí)曝氣反應(yīng)池Figure 2-3 Sketch map of delayed aeration process廢水生物處理實(shí)驗(yàn)，廢水經(jīng)濾紙過(guò)濾后，進(jìn)行延時(shí)曝氣工藝實(shí)驗(yàn)，對(duì)比廢理效果的變化。反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，有效容積為 4.8 L（20 cm 12 cm0 cm），采用流態(tài)為完全混合式的曝氣池，曝氣池底部設(shè)有微孔曝氣頭，與機(jī)相連，曝氣量充足。進(jìn)水的動(dòng)力和計(jì)量由蠕動(dòng)泵提供，，污泥回流的動(dòng)力和由污泥泵提供。其它設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表 2-4。反應(yīng)器啟動(dòng)方法如下：反應(yīng)器的接泥取自天津市某城市污水處理廠的二沉池回流污泥，污泥濃度（MLSS）為 /L。采用悶曝啟動(dòng)的方式，人工向曝氣池內(nèi)投加接種污泥，泥水比是 4:6，悶動(dòng)，曝氣時(shí)間為 20 h，靜沉?xí)r間為 0.5 h，然后排水，以此為周期，循環(huán)運(yùn)行排泥。當(dāng)曝氣池內(nèi)污泥濃度保持 3.5 mg/L 以上時(shí)，開(kāi)始連續(xù)進(jìn)水。培養(yǎng)和階段為 60 d。曝氣池啟動(dòng)成功后，污泥濃度穩(wěn)定，出水 TOC 穩(wěn)定。曝氣池泥活性由氧利用速率（SOUR）來(lái)表征。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X787;O643.36

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2624403