【摘要】：化學合成制藥產(chǎn)生的廢水,有機污染物高,可生化性較差,生物處理的難度較大。目前傳統(tǒng)方法對該類廢水的處理都不能達到理想的效果,而微波輔助類芬頓技術(shù)則能高效經(jīng)濟的處理該類廢水。相對于傳統(tǒng)芬頓技術(shù)而言,以Fe~(3+)離子等其他催化劑來替代Fe~(2+)離子,更加適合污染物復雜的工業(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�；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驗和機理研究。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,最佳條件下時廢水TOC去除率可達63.07%,色度降至0。(2)廢水中污染物的去除實驗表明,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)過微波輔助類芬頓技術(shù)預處理后的制藥廢水,再進行生物處理實驗,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,開發(fā)研究了新型負載催化劑CuO_x-CeO_x/GAC。通過催化劑表征對CuO_x-CeO_x/GAC進行研究:(1)SEM掃描發(fā)現(xiàn),新型負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,負載量相對較大,無團聚現(xiàn)象。(2)EDX測試發(fā)現(xiàn),催化劑的表面活性組分和助劑組分分布合理,絕對量大,無碳酸鹽,這是新型負載催化劑活性高的原因。(3)XRD測試發(fā)現(xiàn),新型負載催化劑表面顆粒物除了載體的固有晶型外,只檢測出CuO一種晶型,說明CuO_x對碳酸鹽有更優(yōu)越的排斥作用。(4)催化劑的使用次數(shù)共5次。第三,通過研究微波傳質(zhì)和攪拌條件時反應體系中H_2O_2量的變化,表明微波輻照能顯著縮短氧化反應的時間,比攪拌條件的傳質(zhì)作用更強烈。本文圍繞微波輔助類芬頓技術(shù)中新型負載催化劑的研制這一關鍵技術(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),無碳酸鹽,這是催化反應效率高的原因,是芬頓/類芬頓領域的重要發(fā)現(xiàn)。此外,微波輔助類芬頓技術(shù)對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,在過量過氧化氫條件下,新型負載催化劑可以單獨使用,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 作為新型負載催化劑，氧化劑去除效果由 TOC 去除率等指標來評價。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機理負載催化劑的制備方法�；钚蕴繛槊嘿|(zhì)顆粒活性炭，

圖 2-3 延時曝氣工藝實驗裝置示意圖備注：1. 水箱 2. 水泵 3. 電子計量儀 4. 延時曝氣反應池Figure 2-3 Sketch map of delayed aeration process廢水生物處理實驗，廢水經(jīng)濾紙過濾后，進行延時曝氣工藝實驗，對比廢理效果的變化。反應器由有機玻璃制成，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，曝氣池底部設有微孔曝氣頭，與機相連，曝氣量充足。進水的動力和計量由蠕動泵提供，，污泥回流的動力和由污泥泵提供。其它設計參數(shù)見表 2-4。反應器啟動方法如下：反應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，曝氣時間為 20 h，靜沉時間為 0.5 h，然后排水，以此為周期，循環(huán)運行排泥。當曝氣池內(nèi)污泥濃度保持 3.5 mg/L 以上時，開始連續(xù)進水。培養(yǎng)和階段為 60 d。曝氣池啟動成功后，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）來表征。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X787;O643.36

【參考文獻】

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本文編號：2624403