造紙污泥活性炭在催化臭氧氧化降解橙黃Ⅱ中的應(yīng)用研究.pdf

1、染料廢水的色度高、成分復(fù)雜、可生化性低，是典型的難降解有機(jī)廢水，其處理一直是污水處理行業(yè)中的難題。隨著國(guó)家對(duì)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)的處理工藝已很難滿足對(duì)染料廢水深度處理的要求，因此尋找一種經(jīng)濟(jì)有效的處理方法迫在眉睫?；钚蕴看呋粞跹趸墙陙?lái)發(fā)展起來(lái)的一種高級(jí)氧化技術(shù)，在染料廢水處理領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景，而尋找一種來(lái)源廣泛、廉價(jià)易得的活性炭作催化劑十分重要。造紙污泥具有來(lái)源廣泛、無(wú)機(jī)成分含量高、處置困難等特點(diǎn)，可作為一種潛在的活

2、性炭制備原料，這對(duì)于造紙污泥的資源化利用和染料廢水的高效處理工藝開(kāi)發(fā)均具有較好的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本論文提出了一種利用造紙污泥制備活性炭，并應(yīng)用于催化臭氧氧化染料廢水的新思路。以造紙污泥為原料，采用化學(xué)活化法制備活性炭，運(yùn)用一些表征分析手段分析不同制備條件對(duì)污泥活性炭性質(zhì)的影響，確定了污泥活性炭的最佳制備條件，并用所制備的污泥活性炭作為催化劑催化臭氧氧化橙黃Ⅱ模擬染料廢水，考察不同因素對(duì)橙黃Ⅱ和TOC降解效果的影響，研究污泥活性炭的

3、穩(wěn)定性，同時(shí)探究了造紙污泥活性炭催化臭氧氧化橙黃Ⅱ模擬染料廢水的反應(yīng)機(jī)理。主要研究結(jié)論如下：
　　1、確定了污泥活性炭的最佳制備工藝為:原污泥與氯化鋅的比例為1∶2、焙燒溫度為600℃、活化時(shí)間為12h、焙燒時(shí)間為60min，此時(shí)，比表面積為466.9m2/g，產(chǎn)率約為41.9％，總孔容為0.2491cm3/g，平均孔徑為3.198nm。污泥活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)豐富，以中孔為主，有利于大分子污染物的吸附，紅外光譜和零電荷點(diǎn)分析表明，污

4、泥活性炭表面官能團(tuán)豐富且以酸性基團(tuán)為主，表面帶負(fù)電。熱重分析表明，氯化鋅使污泥中的H和O以水的形式脫離出來(lái)，而原污泥中的碳得到了充分利用。
　　2、系統(tǒng)開(kāi)展了造紙污泥活性炭催化臭氧氧化橙黃Ⅱ模擬染料廢水的性能研究，探明了污泥活性炭投加量、臭氧投加量、橙黃Ⅱ的初始濃度以及溶液的pH值對(duì)橙黃Ⅱ和溶液TOC的去除效率的影響，當(dāng)污泥活性炭投加量為1g/L，臭氧流量為0.1L/min，橙黃Ⅱ初始濃度為300mg/L，溶液pH=3時(shí)，反應(yīng)時(shí)間

5、為1h時(shí)，橙黃Ⅱ的去除率可達(dá)100％，TOC去除率約為60％，相較于單獨(dú)臭氧氧化和污泥活性炭的吸附而言，反應(yīng)效率都大大提高，尤其是在前10min，污泥活性炭和臭氧表現(xiàn)出了明顯協(xié)同效應(yīng)。研究表明，污泥活性炭投加量的增加有利于橙黃Ⅱ去除率的提高，臭氧流量的增大在定范圍內(nèi)也有利于橙黃Ⅱ去除率的提高，隨著其初始濃度的增大橙黃Ⅱ去除率低，而隨著溶液初始pH值的增大，橙黃Ⅱ和溶液的TOC去除都有所下降，主要是因?yàn)閜H會(huì)影響污泥活性炭的表面電荷狀態(tài)，

6、進(jìn)而影響到對(duì)橙黃Ⅱ的吸附氧化。同時(shí)還研究了不同pH條件對(duì)單獨(dú)臭氧氧化和污泥活性炭的吸附的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，堿性條件下有利于臭氧氧化，而酸性條件下有利于污泥活性炭吸附。
　　3、初步探明了造紙污泥活性炭催化臭氧氧化橙黃Ⅱ模擬染料廢水的反應(yīng)機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，叔丁醇的加入并沒(méi)有明顯地抑制污泥活性炭-臭氧體系對(duì)橙黃Ⅱ的去除效能，說(shuō)明該體系中不已因羥基自由基氧化為主導(dǎo)的，而酸性條件下的去除效果要比堿性條件下好，這說(shuō)明吸附在催化臭氧氧化過(guò)程中起著