改性凹凸棒負(fù)載Fe-Mn催化劑的制備及其協(xié)同臭氧處理印染廢水的研究.pdf

1、浙江省每年的印染廢水排放量占到我國的三分之一，是我國最大的印染廢水排放區(qū)域。浙江省印染廢水的化學(xué)需氧量排放量居省內(nèi)各行業(yè)的首位。新的環(huán)保法的頒布對印染行業(yè)排放廢水的 COD值要求越發(fā)嚴(yán)格。由于COD去除率低、投入大等原因，僅僅依靠傳統(tǒng)的印染廢水治理工藝顯然已經(jīng)很難滿足對廢水的排放要求。因此，尋求和研發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的印染廢水治理工藝具有長期的實(shí)際意義。我國天然凹凸棒土礦產(chǎn)資源豐富且較傳統(tǒng)活性炭及其他稀土等載體價格低廉。
　　本文以天然

2、凹凸棒作為催化劑載體的原料，研發(fā)了經(jīng)提純、改性后的凹凸棒采用凝膠法負(fù)載Fe3+、Mn2+雙活性組分的催化劑，協(xié)同臭氧，用于印染廢水處理。研究內(nèi)容主要分為催化劑的制備與表征、印染廢水的單獨(dú)臭氧處理、催化劑/臭氧及協(xié)同處理印染廢水的機(jī)理探討四大塊?？疾炝烁男杂盟?、酸改性時間、酸濃度、改性溫度等因素對提純凹凸棒酸改性的影響；考察了臭氧氧化時間、pH及臭氧量對臭氧氧化處理甲基橙廢水的影響；考察了臭氧氧化時間、pH、臭氧投加量、催化劑投加量以及催

3、化劑重復(fù)利用次數(shù)等因素對負(fù)載凹凸棒協(xié)同臭氧處理甲基橙廢水的影響；考察了單獨(dú)臭氧、天然凹凸棒土/臭氧、提純凹凸棒/臭氧、酸改性凹凸棒/臭氧、負(fù)載凹凸棒/臭氧協(xié)同五種體系對印染廢水處理效果的影響；通過臭氧、催化/臭氧對甲基橙廢水的動力學(xué)實(shí)驗(yàn)及自由基掩蔽實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證負(fù)載凹凸棒與臭氧協(xié)同處理甲基橙廢水的主要途徑。經(jīng)BET、XRD、SEM等表征表明，提純后天然凹凸棒比表面積、孔容孔徑均大幅度提高。提純凹凸棒比表面積增大了92.3 m2/g，代表雜質(zhì)

4、的特征峰消失，晶體疏松、孔道打開。發(fā)現(xiàn)以2 mol/L的硝酸為改性劑，在40℃水浴下改性2 h后的改性凹凸棒對甲基橙的吸附效果最佳。提純凹凸棒經(jīng)改性后比表面積、孔容孔徑繼續(xù)增加。經(jīng)過負(fù)載的凹凸棒XRD圖譜出現(xiàn)代表Fe2O3、MnO2的特征峰，晶體緊湊、負(fù)載效果好；通過研究臭氧氧化時間、pH及臭氧投加量對臭氧氧化處理甲基橙廢水的影響，得到最佳工藝條件為：臭氧氧化時間30 min，pH值為3，臭氧量為2 g/h。單獨(dú)臭氧處理甲基橙廢水色度去

5、除率為99.9％，COD去除率為60.4%；通過研究臭氧通入時間、pH、臭氧投加量、催化劑投加量以及催化劑重復(fù)利用次數(shù)等因素對負(fù)載凹凸棒協(xié)同臭氧處理甲基橙廢水的影響，得到最佳工藝條件為：氧化時間40 min，pH為3，臭氧投加量為2 g/h，催化劑投加量為0.6 g/L，該工藝參數(shù)條件下負(fù)載凹凸棒協(xié)同臭氧處理甲基橙廢水后，色度去除率為100.0%，COD去除率為92.5%；負(fù)載凹凸棒催化劑重復(fù)利用三次以內(nèi)依舊可以保證其與臭氧協(xié)同處理甲基