【摘要】：目前許多國家的地表水和地下水中硝酸鹽污染日益惡化,硝酸鹽能導(dǎo)致嬰幼兒患上高鐵血紅蛋白癥,因而已經(jīng)引起人們普遍的關(guān)注。處理含硝酸鹽廢水的先進(jìn)技術(shù)主要有生物反硝化和利用貴金屬選擇性催化脫氮。生物反硝化法處理后的水中存在細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物,增加后期氯氣處理用量并生成有毒氯化物,而且周期較長,老化的淤泥可能導(dǎo)致亞硝酸鹽的形成。催化還原硝酸鹽技術(shù)可在常溫常壓條件下進(jìn)行,被認(rèn)為是一項(xiàng)有發(fā)展前景的脫除硝酸鹽工藝。 1. 本研究利用自制的超深度脫硅劑(HG 脫硅劑)將山西鋁廠生產(chǎn)的母液進(jìn)行精制,使偏鋁酸鈉母液中硅鋁比(母液SiO_2 與Al_2O_3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比)和鐵鋁比(母液Fe_2O_3 與Al_2O_3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比)穩(wěn)定達(dá)到萬分之一以下;用氨氣作為循環(huán)介質(zhì),采用緩沖溶液沉淀法,制得的粉末狀擬薄水鋁石的比表面積達(dá)到300 m~2/g 以上,孔容達(dá)到0.7ml/g 左右;產(chǎn)品再經(jīng)自制的高效脫鈉劑(I 號和II號脫鈉劑)處理,使其雜質(zhì)鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到0.005 %以下;產(chǎn)品各項(xiàng)性能達(dá)到了德國用有機(jī)醇鋁法生產(chǎn)的SB 粉的技術(shù)指標(biāo)。 2. 通過雙浸漬方法得到的負(fù)載性催化劑可以有效去除NO2-,金屬Pt對還原NO2-的活性最高,但產(chǎn)生NH4+較多(選擇性較差);載體不同,催化劑的活性和選擇性有很大差別,同時(shí)考慮催化活性和選擇性時(shí)載體γ-Al2O3應(yīng)是比較理想的。Pd/γ-Al_2O_3表現(xiàn)出良好的催化活性和選擇性,因此,是比較理想的催化劑 3. 以自制的高純?chǔ)谩趸X為載體,采用雙浸漬法制備了不同比例的Pd-Cu /高純?chǔ)谩趸X負(fù)載催化劑,將其運(yùn)用于催化脫除硝酸鹽,在間歇式反應(yīng)器中,利用Pd-Cu/高純?chǔ)谩趸X催化劑直接處理含硝酸鹽廢水,脫除其中的硝酸鹽,實(shí)驗(yàn)表明,利用復(fù)合的不同比例Pd-Cu/高純?chǔ)谩趸X催化劑,以及在Pd/Cu催化劑中增加微量Pt(2%,以Pd計(jì)),同時(shí)用甲酸為pH調(diào)節(jié)劑,更有利于硝酸根轉(zhuǎn)化為亞硝酸根,使反應(yīng)加快,在40min內(nèi)可達(dá)到脫除硝酸根的目的,總氮的脫除率可達(dá)95%左右;同時(shí),催化劑的活性和選擇性均有提高。 4. 通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),分子篩經(jīng)過TiO_2(銳鈦型)改性后,作為載體制備的Pd-Cu /TiO_2/分子篩,對選擇催化還原硝酸鹽氮有較好的催化選擇性。 5. 利用離子交換樹脂負(fù)載催化劑處理離子交換樹脂再生的含硝酸鹽氮廢水,并且處理效果非常好,活性和選擇性均非常高。 6.Cu-Pd/H103吸附樹脂催化還原硝酸鹽廢水取得很好的結(jié)果,活性和選擇性大大提高,40分鐘內(nèi)能把含100~200mg/L硝酸根的廢水完全處理,并且,生成很少的NH4+離子。同時(shí),利用該催化劑可以處理較高濃度的硝酸根的廢水,但不遵守一級反應(yīng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)又證明溫度升高不利于催化還原反應(yīng)。 7. 控制好反應(yīng)溶液的pH值后,利用Pd-Cu/離子吸附樹脂與Pd-Cu/Al2O3陶瓷復(fù)合膜設(shè)計(jì)的復(fù)合膜反應(yīng)器處理含硝酸鹽氮廢水的效果良好,有效實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相接觸的良好接觸,達(dá)到連續(xù)處理的目的,對提高催化劑活性和選擇性將具有重要的意義 8. 初步研究了利用棉纖維和二氯乙烷、環(huán)氧氯丙烷為原料的新的合成陰離子交換纖維的工藝,研究了其最佳反應(yīng)條件和交換容量、對NO3-選擇性、交換速率和再生等性能。 這是一項(xiàng)有效、實(shí)用的催化還原技術(shù),尤其適用于小型水廠以及沒有統(tǒng)一供水系統(tǒng)而是自家開采地下水作為飲用水源的農(nóng)村地區(qū)。
【學(xué)位授予單位】：南開大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：X703.1
【圖文】：

設(shè)備零件圖

設(shè)備裝配圖

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 胡筱敏;葉舒帆;和英滇;張楊;;電解催化還原-氯氧化無害化去除水中硝酸鹽氮[J];環(huán)境科學(xué)研究;2011年05期

2 葉舒帆;胡筱敏;張楊;董俊;;一種新型電化學(xué)法處理硝態(tài)氮廢水的初步研究[J];環(huán)境科學(xué);2010年08期

3 徐乾前;汪昆平;;制備條件及水中常見離子對Pd-Cu/AC催化還原去除硝酸鹽的影響[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2012年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 任金響;導(dǎo)數(shù)—比導(dǎo)數(shù)紫外分光光度法同時(shí)測定水樣中硝酸根和亞硝酸根的含量[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2006年

2 霍歡;催化光度法測定痕量甲醛和亞硝酸根的研究與應(yīng)用[D];湘潭大學(xué);2007年

本文編號：2782817