紡織印染廢水氧化處理法及發(fā)展趨勢

1、紡織印染廢水氧化處理法及發(fā)展趨勢在我國各工業(yè)行業(yè)中，印染廢水每年排放約113億噸，而每排放1噸印染廢水，就能污染20噸水體，而且印染廢水中含有大量染料，重金屬和有機(jī)污染物等，對(duì)水體和生物造成嚴(yán)重危害，影響到人類的健康。印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有有毒有害成分及色度高等特點(diǎn)，對(duì)于此類廢水，傳統(tǒng)的生化處理法難以適應(yīng)，另外，混凝沉淀、吸附、萃取、化學(xué)氧化與離子交換等方法因消耗較多的化學(xué)藥品和原材料，費(fèi)用較高，操作復(fù)雜，并存在二次污染等問題，也未能受到普遍的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究開發(fā)高效處理工業(yè)廢水的方法十分必要。到目前為止，區(qū)別于生化處理方法的各種氧化法已越來越多地應(yīng)用于廢水處

2、理中。新的 紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (GB 4287 201 2)于 2013年 1月 1 日頒布實(shí)施， 對(duì)紡織染整工業(yè)廢水排放提出了更高 的要求， 該標(biāo)準(zhǔn)要求現(xiàn)有紡織染整企業(yè)廢水的直接排放標(biāo)準(zhǔn)為 ： COD 1 00mg L ， 色度70； 新 建企業(yè)的直接排放 標(biāo)準(zhǔn)則為 ： COD , 80mg L ， 色度 50t 。當(dāng)前印染廢水治理仍以傳統(tǒng)的生化 法為主， 物理或化學(xué)法為輔， 出水中仍含有較高的COD 和色度 ，往往難以達(dá)到新排放標(biāo)準(zhǔn)及總量控制的要求 。因此 ， 改進(jìn)傳統(tǒng)工藝 ， 探求新的技術(shù)方法， 進(jìn)一步降低印染廢水中污染物的濃 度 ，特別是降低廢水中COD 和色度的濃度， 對(duì)

3、緩解水資源危機(jī)、 去除印染廢水對(duì)環(huán)境的潛在危害具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。與其它廢水處理技術(shù)相比， Fenton 氧化技術(shù)具有反應(yīng)條件 溫和、 對(duì)設(shè)備要求低 、 操作工藝簡單、 目標(biāo)污染物范圍廣 、 絮凝能 力強(qiáng)、 COD 和色度去除效果好等優(yōu)點(diǎn) ， 能氧化絕大部分可溶性染料， 成為一種有潛力的印染廢水處理技術(shù) 。2 Fenton 氧化技術(shù)的機(jī)理1894年 ， 法國科學(xué)家Fenton發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)亞鐵離子和過氧化氫在 酸性水溶液中共存時(shí)可以有效的將酒石酸氧化，這為降解有機(jī) 物提供了新的方法。這種使用F enton試劑(Fe2 H： 0 )的氧化技術(shù)稱為Fenton 氧化技術(shù)。1964年H R Eisenh

4、auer首次使用Fenton試劑處理廢水中的苯酚和烷基苯等物質(zhì)例 ， 開創(chuàng)了Fenton 氧化技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域的先河。Fenton 氧化技術(shù)處理廢水的反 應(yīng)機(jī)理包括氧化一和絮凝-，兩個(gè)過程。2 1 自由基氧化機(jī)理 H： 0 ： 在Fe 的催化作用下分解生成羥基 自由基( OH ) ， 并引發(fā)產(chǎn)生更多的其它 自由基。此過程發(fā)生的一系列反應(yīng)如下 ： H 2O2+ F e F e + OH 。 + O H H 2O2+ F e -F e2 + H O 2 + H F e + 0 H + F e” + HO F en + H o 2 F e + O2 + H 0 H + H 2 0 2H O2 +

5、H 2 0 F e + H O2 F e 抖+ H O 2 一 羥基 自由基具有很高的電負(fù)性和親電性 ， 氧化電位高達(dá) 2 80V ， 僅次于氟 (2 87v ) ， 且電子親和能力達(dá) 569 31 0 。因此，F(xiàn)enton試劑可以氧化廢水中的大多數(shù)有機(jī)物 ， 特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以湊效的有機(jī)廢水的氧化處理。 OH 通過奪取有機(jī)物分子的H 原子，生成游離基 R ，從而使廢水中難生物降解的有機(jī)物被氧化成易于生物降解的小分子物質(zhì)，甚至是轉(zhuǎn)化成 CO：和H2 O ，氧化機(jī)理如下： R H 十 0 H R + H 2 0 R + O +R 0 O R + F e -R + F e R

6、0 O 十 一 0 H + o 2 C o 2十H 2 0 2 2絮凝作用機(jī)理 除了羥基 自由基的氧化作用外， Walling和Kato”研究發(fā)現(xiàn)， Fenton試劑在處理工業(yè)有機(jī)廢水時(shí)， 再生的Fe 以及反應(yīng)后端產(chǎn)生的Fe” 能夠與氫氧化物反應(yīng)生成鐵水絡(luò)合物。此過程發(fā)生的主要反應(yīng)如下： Fe(H O) 】 3 + H2 0 一 Fe (H2 0 ) sOH + H3 0 Fe(H2 0) s OH + H2 O Fe(Hz O)4 (0H)z】 + H3 0 當(dāng)pH 為3 5時(shí)， 上述絡(luò)和物變成 ： Fe(H O) 】 3 + H2 0 一 Fe (H2 0 ) sOH + H3 0 Fe(

7、H 0)8 (0H) 1 + H 0 +【 F e (H2 0) ， (OH)， 】+ H3 0 【 Fez(H： O)， (OH)3】 + Fe (H： O) s OH +_ Fe， (HzO) (OH) 】 + 2 H 20 以上反應(yīng)方程式證明F enton 試劑具有一定的絮凝沉淀功能。Sheng HLint研究表明，F(xiàn)enton試劑所具有的這種絮凝沉淀功能是Fenton試劑降解COD。 的重要組成部分。由此可見，F(xiàn)enton氧化技術(shù)處理工業(yè)有機(jī)廢水是 OH 氧化作用和絮凝功能共同作用的結(jié)果，該方法既可用于廢水的預(yù)處理，也可用于廢水的深度處理。3Fenton 氧化技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用

8、 3 1傳統(tǒng)Fenton氧化技術(shù) 傳統(tǒng)Fenton氧化技術(shù)就是直接投加 Fe 作為H： 0： 的催化劑。談旭輝n 等采用Fenton試劑預(yù)處理綜合印染廢水的研究發(fā)現(xiàn) ， n(H：O )n(Fe )為5 10，H O： 投加量 為 1 3 2 5mmol L ， 反應(yīng)時(shí)間為20 30min， 起始pH 為3 5時(shí)， CODc,去除率能穩(wěn)定在40 左右，而B C 能由0 17 0 23提高到0 3 以上， 大大改善了廢水的可生化性。王利平等“ 通過投加Fenton試劑的方法對(duì)常州某印染廢水處理廠的二沉池出水進(jìn)行深度處理， 在pH 值 為6 0， 1 1 (H O2 ) n(Fe )為0 8， Fe

9、 投加量為 1 O g L ， 反應(yīng)時(shí)間為3h的工藝條件下，廢水的處理效果最佳 ， CODc,、 色度的去除率分別達(dá)到84和83， 出水水質(zhì)達(dá)到了 太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值 (DB 32 1072 2007)的要求。 3 2改進(jìn)的Fenton氧化技術(shù) 傳統(tǒng)Fenton氧化技術(shù)處理實(shí)際印染廢水中， 由于Fe 能與 OH 發(fā)生反應(yīng)而被氧化成Fe“ ， 因而降低了H2 O： 的利用效率。因而表現(xiàn)出反應(yīng)時(shí)間較長、 成本高、 對(duì)成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水降解效果不理想等缺點(diǎn)，于是，研究者們提出了改進(jìn)的F enton氧化技術(shù) ， 通過增強(qiáng)Fenton氧化過程中羥基 自由基的產(chǎn)

10、生或減少羥基自由基的猝滅來提高廢水處理能力。 3 2 1光 一Fenton氧化技 術(shù) 為了改善傳統(tǒng) Fenton法O2 利用率低、 處理效果不理想的缺點(diǎn) ， 人們把光引入Fenton 反應(yīng)體系中， 在光的照射下 ， H 0 ： 分解產(chǎn)生 OH 的同時(shí)， F e“ 能與H： o2 反應(yīng)生成 OH 和Fe“ ， 從而維持體系中Fe Fe“ 的循環(huán)。光的引入減少了Fe 的用量， 大大提高了Fenton試劑的氧化效率及 H： o2 的利用率， 加快了反應(yīng)速率，并取得優(yōu)于傳統(tǒng) Fenton 法的處理效果u 。李新等 研究表明，UV H： 02高級(jí)氧化法對(duì)印染廢水中的弱疏水性有機(jī)物、 疏水酸和非酸疏水物質(zhì)

11、均有較好的處理效果。 3 2 2 電一Fenton氧化技術(shù) 電 一Fenton 氧化技術(shù)的實(shí)質(zhì)是利用 電化學(xué)法產(chǎn)生Fe 和 H2 O2 ， 并以此作為Fenton試劑的持續(xù)來源， 從而提高H2 的利用效率。電 一Fenton氧化技術(shù)中除了 OH 的氧化作用外， 還有陽極氧化、 電極吸附、 電混凝等作用可以對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解 。薛永杰等 采用微電解 一Fenton的組合工藝對(duì)印染廢水進(jìn)行預(yù)處理，研究結(jié)果表明： CODe,去除率可達(dá)到72 7， 色度的脫除率在97以上， 并且廢水的B C 值由0 22提升至0 41，有效的提高了 印染廢水的可生化性。 3 2 3超 聲波 一Fenton氧化技術(shù) 超聲

12、波是物質(zhì)介質(zhì)中的一種彈性機(jī)械波， 其頻率范圍為2 10- I10”Hz， 超聲振動(dòng)與媒質(zhì)的相互作用能產(chǎn)生一些物理或化學(xué)效應(yīng)。超聲波對(duì) H2 ()2 產(chǎn)生的OH 自由基具有協(xié)同作用， 因此利用超聲波強(qiáng)化Fenton 氧化的方法能大大提高 OH 的產(chǎn)生速率 ， 同時(shí)可以減少H o 2 和Fe 的用量 。秦潔瓊等采用超聲波 Fenton氧化技術(shù)處理印染廢水 ， 并將超聲波 一Fenton氧化聯(lián)用與兩種方法單獨(dú)作用對(duì)廢水的處理效果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明， 對(duì)于COD 濃度為 1 000mg L 的印染廢水， 采用超聲波 一Fenton氧化技術(shù)處理 ， 大大節(jié)省了反應(yīng)時(shí)間， 加速了反應(yīng)過程，也提高了COD

13、。 降解率。 3,2， 4磁 一Fenton氧化技 術(shù) 電磁波具有很強(qiáng)的穿透力， 將印染廢水置于磁場中時(shí)。 磁場能使廢水 中的極性分子高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生熱效應(yīng) ， 從而降低反應(yīng)活化能， 提高反應(yīng)物的反應(yīng)活性， 強(qiáng)化 OH 對(duì)廢水中水溶性有機(jī)物的氧化。尤克非等 ”研究微波強(qiáng)化Fenton氧化法處理含弱酸艷紅B 和陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉的模擬染色廢水，結(jié)果表明， 微波強(qiáng)化Fenton 氧化技術(shù)在顯著降低H 0： 和Fe 用量的同時(shí)， 能大幅度提高廢水COD 去除率。 3 2 5裁體 一Fenton氧化技 術(shù) 大多數(shù)載體 一Fenton 氧化技術(shù)是圍繞提高光 一Fenton氧化 技術(shù) 中光對(duì) H

14、2 0。 的催化活性而展開的研究， 常見的載體材料有 半導(dǎo)體、 硅膠、 鐵氧化物 、 離子交換樹脂 、 無機(jī)材料等u 。將半導(dǎo)體 Tjo2 用作 UV H2 0 的載體， 在紫外線照射下H2 0： 產(chǎn)生大量的 羥基 自由基的同時(shí)， TiO 被激發(fā)產(chǎn)生了電子 一空穴， 氧 、 水分子等與電子 一空穴作用可以生成羥基自由基 ， 從而大大提高反應(yīng)速率 。SiO： 具有 良好的透光性， 因而在均相Photo Fenton體系中用siO2 材料作為載體 ， 可以提高光催化活性 ， 加速 OH 的產(chǎn)生 ， 同時(shí)又不影響溶液的光傳遞效率 ， 可取得較好的處理效果o氧化鐵和氫氧化鐵等含鐵礦石或砂石具有很高的催

15、化活性， 將其作為UV H O： 體系的載體可以快速氧化分解有機(jī)物 1 。 3 3 Fenton氧化技術(shù)與其他方法聯(lián)用 在難降解有機(jī)廢水處理中， 為了解決Fenton氧化技術(shù)成本偏高、 時(shí)間較長的問題， Fenton 氧化技術(shù)與其他方法聯(lián)用的研究越來越多。其中， 通過加快絮凝過程 ， 提高水處理效果的技術(shù)方法有吸附 一 Fenton氧化聯(lián)合技術(shù) 、 混凝 一 Fenton氧化聯(lián)合技術(shù)； 此外 ， 還有可實(shí)現(xiàn)高效率低成本處理廢水的生物方法 一F enton氧化聯(lián)合技術(shù) 。 3 3 1混凝 一Fenton氧化聯(lián) 合技 術(shù) 混凝是指通過添加絮凝劑與廢水中的懸浮物或大分子有機(jī)物發(fā)生電中和 ， 相互接觸

16、 、 碰撞 、 脫穩(wěn)， 以吸附、 架橋等形式凝聚成大顆粒物質(zhì)沉降分離， 從而除去懸浮物質(zhì) 、 高分子物質(zhì) 、 膠體狀有機(jī)物或某些重金屬物質(zhì)以及降低廢水的色度 、 濁度。在酸性條件下， Fenton試劑對(duì)疏水性染料去除效果不大； 在堿性條件下， 混凝反應(yīng)對(duì)親水性染料處理效果較差。譚萬春等通過混凝 一 Fenton氧化聯(lián)合技術(shù)處理印染廢水 ， 克服 了pH值對(duì)單獨(dú)使用混凝法或Fenton試劑處理印染廢水效果的影響， 對(duì)于同時(shí)含有疏水性染料和親水性染料的染料廢水 ， 通過混凝 一F enton氧化聯(lián)合處理， COD 去除率能達(dá)到90， 色度去除率則達(dá)到95 以上。黃煒曦等 】 用混凝 一 F ent

17、on氧化法處理印染廢水 ， 發(fā)現(xiàn)經(jīng)過混凝預(yù)處理后， 進(jìn)行Fenton 氧化深度處理， 廢水中COD。 去除率接近 90?；炷?一Fenton 氧化聯(lián)合技術(shù)具有處理效果好 、 成本低 、 操作方便等優(yōu)點(diǎn)。 3 3 2吸附 一Fenton氧化聯(lián)合技 術(shù) 吸附脫色技術(shù)是降低印染廢水的色度最直接有效的方法 ，多孔的固體吸附劑利用固 一液相界面上的物質(zhì)傳遞原理而吸附去除廢水中的有色污染物。主要的吸附劑有活性炭、 離子交換樹脂 、 膨潤土、 天然沸石等。劉智峰 采用改性花生殼為吸附劑與 Fenton法聯(lián)用處理印染廢水， COD ， 去除率明顯提高， CODc去除率可達(dá) 85 7。朱洪濤 研究發(fā)現(xiàn) ， 在印

18、染廢水處理過程中， 加入活性炭對(duì)Fenton反應(yīng)有催化作用 ， 可以顯著提高脫色率 ， 采用吸附 一Fenton氧化聯(lián)合技術(shù)處理印染廢水脫色率最高可達(dá) 90 1。 3 3 3生化方法 一Fenton氧化聯(lián)合技 術(shù) 普通生化法對(duì)印染廢水的脫色及COD 去除效果都比較差，而Fenton 氧化技術(shù)與生化法的聯(lián)合處理可以達(dá)到良好的效果。叢琳等3 0 1 研究發(fā)現(xiàn) ， 印染廢水進(jìn)行生化處理后 ， 再由Fenton氧化深度處理 ， 比單獨(dú)使用生化法或F enton氧化處理效果要好得多。此外 有研究表明， 進(jìn)水COD 為834mg L ， 色度為1153倍的偶氮胭脂紅 G 廢水 ， 經(jīng)過水解酸化 一生物接觸

19、氧化 一Fenton 氧 化T 藝處理后m水COD 小于50mg L ， 色度小于 30倍 ， 遠(yuǎn)低于 紡織染整丁業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (GB 4287 2012)的排放標(biāo)準(zhǔn) 限值 ”。因此， 生化方法 一 Fenton氧化聯(lián)合技術(shù)是一種有效的印 染廢 水處理技術(shù)。 4結(jié) 論 F enton氧化法作為一種高級(jí)氧化技術(shù)， 在降解污染物， 特別 是一些有毒有害生物難降解的有機(jī)物， 表現(xiàn)出高效性、 普適性以及氧化降解的徹底性等優(yōu)點(diǎn) ， 在印染廢水處理中得到了廣泛研究。但由于印染廢水的特殊性及復(fù)雜性 ， 使用傳統(tǒng)Fenton氧化技術(shù)處理印染廢水往往存在反應(yīng)耗時(shí)長 、 處理成本高等問題。因此 ， 從 Fe

20、nton 氧化技術(shù)的氧化機(jī)理及絮凝機(jī)理著手， 通過光 、電、 磁等輔助手段或與普通物化、 生化法聯(lián)用， 尋求高效 、 低成本的印染廢水處理技術(shù)仍然是今后的研究方向。臭氧氧化法具有一般常規(guī)水處理方法所不具有的優(yōu)點(diǎn)，如處理效果好，占地面積小，自動(dòng)化程度高，無二次污染，并且克服了傳統(tǒng)處理方法操作復(fù)雜，浮渣和污泥產(chǎn)生量較多等缺點(diǎn)，同時(shí)還具有殺菌、脫色、防垢等作用。臭氧在工業(yè)廢水的處理中應(yīng)用比較普遍，常見的有對(duì)含酚、含氰及印染廢水的處理等。臭氧對(duì)脫除染料廢水、印染廢水的色度有很好的效果，能將大分子發(fā)色基團(tuán)降解成小分子，乃至最后完全去除，所以本試驗(yàn)考慮采用臭氧微曝氣氧化法來處理印染廢水。高濃度有機(jī)廢水氧化

21、裝置( TG 一147) ，CO N T臭氧發(fā)生器( KT一0Z一5G) ，電子天平，50m L具塞閉塞管，回流裝置，水浴鍋。拉西環(huán)填料，500色度標(biāo)準(zhǔn)溶液，高錳酸鉀，硫酸，草酸鈉，硫代硫酸鈉，鄰苯二鉀酸氫鉀，廣泛pH 試紙，PH 計(jì)2水質(zhì)監(jiān)測方法及標(biāo)準(zhǔn)鉑鈷比色法( 國標(biāo)G B85382008之43) ，高錳酸鉀法( GBT154562008)3臭氧濃度監(jiān)測方法本文中的臭氧濃度檢測采用CJ T 3028294行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，其檢測原理為：03+2KI+H20一02+12+2KOHl2+2Na鼬廣2NaI+Na2S406臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧氣體通過氣體流量計(jì)后計(jì)量后經(jīng)倒U 型管從氧

22、化柱下方進(jìn)入，經(jīng)超細(xì)孔鈦棒產(chǎn)生微小氣泡，廢水則經(jīng)水泵從氧化柱上方進(jìn)入，印染廢水與臭氧微氣泡在填料層中發(fā)生反應(yīng)，印染廢水中的污染物被氧化分解。臭氧濃度的檢測：由于臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧在產(chǎn)生和輸送的過程中會(huì)有部分的泄漏或者消耗，因此實(shí)際與廢水作用的臭氧濃度必須采用現(xiàn)場實(shí)際測定方法，才能保證最終試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，利用上述CJ T 3028294臭氧濃度監(jiān)測方法。2臭氧投加濃度對(duì)色度去除率的影響試驗(yàn)試驗(yàn)方法及步驟：初步選擇反應(yīng)時(shí)間為2嘶m ，原水色度為400，當(dāng)臭氧投加濃度為105m gL、211m gL、316 m gL、42119L、527IIl gL、632 IngL時(shí)測得出水的色度：可知，色度去

23、除率達(dá)到80，考慮環(huán)境因素、經(jīng)濟(jì)效益等綜合因素，確定42l IngL為最佳臭氧投加濃度。3反應(yīng)時(shí)間對(duì)色度去除率的影響試驗(yàn)試驗(yàn)方法及步驟：選取臭氧投加濃度為421m gL，原水色度400，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料 5r 6】，選取反應(yīng)時(shí)間依次為5m m 、10m m 、15m _m 、20m m 、25m m 、30I】m 選取臭氧最佳投加濃度為421m gL，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為20rni n時(shí)，色度去除率達(dá)到80以上，考慮環(huán)境因素、經(jīng)濟(jì)效益等綜合因素，確定20m _m 為最佳反應(yīng)時(shí)間。4臭氧投加濃度對(duì)化學(xué)需氧量的影響試驗(yàn)試驗(yàn)方法及步驟：選取反應(yīng)時(shí)間為20m i n，進(jìn)水色度為400，選取臭氧投加濃度105m

24、 gL，211IngL、316m gL、42lm gL、527 m gL、632 m gL，測得出水的剩余CO D，臭氧投加濃度與剩余CO D 的關(guān)系：可知，當(dāng)臭氧投加濃度為421 m gL_1時(shí)，剩余CO D的濃度最低，但是當(dāng)臭氧投加量超過42l 培L1后，剩余CO D的濃度再度上升，這是因?yàn)橛∪緩U水中的難降解物質(zhì)如苯環(huán)類物質(zhì)，在開始階段不表現(xiàn)為CO D，而臭氧濃度超過一定值后，苯環(huán)打開形成直鏈脂肪烴類物質(zhì)，從而使得CO D變高，但是當(dāng)臭氧繼續(xù)增加濃度后，直鏈脂肪烴類物質(zhì)被繼續(xù)分解為無機(jī)物，CO D則會(huì)繼續(xù)呈現(xiàn)降低的趨勢。綜合考慮，仍然可以選取421 m gL一1的臭氧投加濃度作為最佳投加量

25、。這一結(jié)果與42的結(jié)果得到了相互的驗(yàn)證。結(jié)論經(jīng)過上述試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)臭氧投加濃度為42l m gL，反應(yīng)時(shí)間為20IIl i n，對(duì)廢水色度去除率達(dá)到80以上，剩余CO D達(dá)到3m gL以下，效果較佳，成本較低，對(duì)于實(shí)際工程具有一定的借鑒意義。空氣濕式催化氧化法是在化學(xué)氧化法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種水處理高級(jí)氧化技術(shù)，具有工藝簡單、耗時(shí)較短且能有效提高有機(jī)廢水的可生化性等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來研究的一個(gè)熱點(diǎn) 。3 9j 。該技術(shù)的關(guān)鍵在于催化劑的選擇?；钚匝趸X內(nèi)部含有豐富的孑L結(jié)構(gòu)以及較大的比表面積，機(jī)械強(qiáng)度尚可，經(jīng)常被用作催化劑載體。但是，其本身不具有催化活性，若在其表面負(fù)載金屬氧化物，可大大增加其催化

26、活性HJ 。不過，負(fù)載金屬氧化物活性氧化鋁催化劑的制備工藝鮮見報(bào)道。筆者通過多組實(shí)驗(yàn)篩選出活性較好的金屬氧化物以及制備工藝。11試劑及儀器實(shí)驗(yàn)試劑：活性氧化鋁( 120目) 、硝酸銅、硝酸鐵、硝酸錳、硝酸鈰、硝酸鎳、硝酸鈷(AR)、氫氧化鈉、硝酸( AR) 、雙氧水( AR) 、酸性橙II，CO D值為275m gL，鮮紅色。實(shí)驗(yàn)儀器主要有四口燒瓶、燒杯、布氏漏斗、pH試紙、J A2003N 電子天平( 上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)) 、SH ZD循環(huán)水式真空泵、H G一750B高壓漩渦氣泵( 上海富力電機(jī)廠生產(chǎn)) 、LZB-4空氣流量計(jì)( 東臺(tái)市東興儀器廠生產(chǎn)) 、101AO S恒溫鼓風(fēng)干燥

27、器( 上海索普儀器有限公司生產(chǎn)) 、SX一2012高溫箱式電阻爐( 上海浦東新區(qū)電理儀器廠生產(chǎn)) 、DRB200CO D消解儀( 美國H ACH 生產(chǎn)) 。12實(shí)驗(yàn)方法121負(fù)載型催化劑的制備活性氧化鋁用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5的N aO H 溶液浸洗12 h，抽濾后用去離子水洗滌至中性；再用硝酸溶液浸洗12 h，抽濾后用去離子水洗滌至中性，在1000C干燥10 h。用正好被10 g活性氧化鋁吸收的水溶解2種鹽制取硝酸鹽浸漬液，將10 g活性氧化鋁浸漬在其中，浸漬24 h；將浸有硝酸鹽的活性氧化鋁抽濾，在室溫下晾干，再放人干燥箱中在100。C下烘8 h；最后將干燥后的混合物放在馬弗爐內(nèi)，高溫煅燒，得到催化

28、劑。122催化劑的活性評(píng)價(jià)印染廢水的催化氧化處理實(shí)驗(yàn)在四口燒瓶中進(jìn)行，每次的處理量為80 m L，質(zhì)量濃度為5 gL，催化劑的用量為每次5 g，空氣的流量為03 Lm i n，催化溫度為60，雙氧水用量為10 m L，催化時(shí)間為2 h。通過測定廢水處理前后的CO D值來評(píng)價(jià)催化劑活性。通過H ACH D RB200 CO D 測定儀測定廢水CO D；稀釋倍數(shù)法測定廢水色度。 不加催化劑氧化效果量取印染廢水80 m L，置于四口燒瓶中，加入10m L雙氧水，曝氣2 h，考察在無催化劑存在條件下空氣氧化降解效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在空氣的氧化作用下，廢水色度略有下降，CO D去除率僅為235，效果不佳

29、。22催化活性組分的選擇過渡元素具有易轉(zhuǎn)移的電子( e和f電子) 的性質(zhì)，因此很容易發(fā)生電子的傳遞，這類元素的單質(zhì)( 或金屬氧化物) 以及離子都具有較好的氧化還原的催化性能。目前應(yīng)用于催化氧化過程的催化劑主要包括過渡金屬及其氧化物、復(fù)合氧化物和鹽類川。分別取自制的催化劑各5 g進(jìn)行催化氧化實(shí)驗(yàn)，以CO D值及色度作為催化劑活性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，在這部分試驗(yàn)中先規(guī)定兩活組分的摩爾比為4，煅燒溫度為500，煅燒時(shí)間為4 h，負(fù)載量為1010tool 10g。可知，當(dāng)選用CuCo催化劑時(shí)，CO D和色度值最小，催化性能最佳。23負(fù)載量的影響負(fù)載量越高，負(fù)載在載體上的活性組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高。但超過一定負(fù)載量時(shí)

30、，催化劑活性會(huì)降低，這是因?yàn)榛钚越M分質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)影響組分在載體上的有效負(fù)載量和活性組分在孔內(nèi)的分布。質(zhì)量分?jǐn)?shù)低時(shí)，活性組分不能按要求浸漬在載體的內(nèi)外表面；質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時(shí)，溶液不易浸漬于載體的微孔，即使浸漬時(shí)間較長，活性組分在載體上也分布不均；另一方面，負(fù)載量的增加，使活性部位增多，由于反催化作用抑制反應(yīng)速率，而且過多的活性部位會(huì)吸附更多的氧化劑和有機(jī)物分子，有些H ：0：分子來不及與有機(jī)物反應(yīng)就被分解為水和氧氣。在實(shí)驗(yàn)中，先設(shè)定活性組分為CuCo摩爾比為4，煅燒溫度為5000C，煅燒時(shí)間為4 h，負(fù)載量為變量?？芍?，活性組分負(fù)載量在2010 3m ol 時(shí)對(duì)酸性橙廢水的處理效果好。24活性組分摩

31、爾比的影響催化劑存在活性組分最優(yōu)配比，其與金屬表面各價(jià)態(tài)的絕對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和其他性質(zhì)如載體表面積等有關(guān)。實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定活性組分為CuCo，負(fù)載量為20 X10m ol ，煅燒溫度為500，煅燒時(shí)間為3 h，摩爾比為變量?？芍S著cu在催化劑負(fù)載組分中的摩爾比增加，廢水處理效果也隨之提高，雙活性組分催化劑中2種組分配比需保持在一定范圍內(nèi)才能使催化效果最佳。原因是co在浸漬時(shí)改變了cu在載體表面上的分布，改變了金屬原子和氧原子間電負(fù)性大小，進(jìn)而改變了催化劑的氧化還原性能。少量的Co的加入會(huì)對(duì)催化劑的效果起抑制作用。可知，當(dāng)CuCo的摩爾比為8時(shí)，催化劑催化性能最好。25煅燒溫度的影響一般情況下，煅燒溫度高于硝酸鹽的熱分解溫度時(shí)，在沒有載