銅鈰鑭復(fù)合金屬氧化物催化臭氧氧化橡膠廢水的研究.pdf

1、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(guān)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(shù)。但化工廢水水量大、組成復(fù)雜、有機物多、難降解,經(jīng)過傳統(tǒng)的水處理技術(shù)處理后也很難達標(biāo)排放,因此需要引入更高效的水處理技術(shù)應(yīng)對此類廢水的處理。
　　催化臭氧氧化技術(shù)作為高效穩(wěn)定的水處理技術(shù),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

2、級生化出水為處理對象,制備了銅鈰鑭復(fù)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(fù)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(jié)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(fù)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(jié)果表明,當(dāng)活性組分配比為n(Cu)∶n(Ce

3、)∶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(fù)合金屬氧化物催化劑催化臭氧氧化效果的影響,在此基礎(chǔ)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(jié)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(jié)果影響很小;當(dāng)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

4、、反應(yīng)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(fù)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80mg·L-1,符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　(3)采用連續(xù)操作方式,研究了銅鈰鑭復(fù)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(jié)果顯示,當(dāng)連續(xù)進出水運行84小時過程中,

5、催化劑對橡膠廢水的催化臭氧氧化效率依然穩(wěn)定,當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)》(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(yīng)機理進行了初步討論。結(jié)果發(fā)現(xiàn),催化臭氧氧化反應(yīng)過程符合羥基自由基反應(yīng)機理,且反應(yīng)過程遵循一級動力學(xué),催化臭氧氧化的反