论文部分内容阅读
随着我国民经济的发展,印染行业规模不断扩大,在带来巨大经济利益的同时,也产生了极为严重的污染问题。印染废水含有机物浓度高,色度深,生物可降解性差,直接排放会对环境造成严重污染。目前在工业中主要采用湿式空气氧化法(WAO)对其进行处理。湿式空气氧化法可将大多数有机物氧化分解为无机物或有机小分子,但其反应条件苛刻,设备投入大,处理成本很高。自湿式空气氧化问世以来,人们不断对其进行改进,以双氧水代替空气作为氧化剂,消除反应过程中氧传递的阻力,将催化剂引入反应,使得反应条件降低。本文采用不同催化剂制备方法,研制了TiO2-CeO2和Fe/TiO2-CeO2系列催化剂,以湿式过氧化氢催化催化氧化法(CWPO)处理含H-酸废水。以COD去除率与Fe离子溶出率为主要评价指标,考察了不同催化剂的性能,以XRD,BET,热重等表征手段,对催化剂结构进行了研究,并对湿式过氧化氢催化氧化H-酸废水过程的反应动力学进行了一定的探讨。以共沉淀法制备了TiO2-CeO2催化剂,考察了Ti-Ce摩尔比,陈化pH值,焙烧温度等对TiO2-CeO2催化剂性能的影响。结果表明,Ti:Ce=9:1时,催化剂具有最佳结构特征;在较高的陈化温度下,晶体结构发育更完全,催化剂活性较高;随着焙烧温度的升高,催化剂晶形发生转变,当焙烧温度为550℃时,催化剂性能达最佳,COD去除率可达69.7%。以过量浸渍法将Fe负载在TiO2-CeO2催化剂上,考察焙烧温度与Fe负载量(wt%)对催化剂性能的影响,结果表明,负载Fe后催化剂活性显著提高,550℃焙烧,Fe负载量为2%时,水样COD去除率可达75.2%。焙烧温度的提高可抑制Fe离子的溶出,550℃焙烧下,Fe离子溶出量为最小。以三组分共沉淀法制备Fe/TiO2-CeO2催化剂,发现三组分共沉淀法更有利于活性组分在催化剂中的分散,当Fe负载量为1%时,催化剂活性最佳,COD去除率可达81.1%;三组分共沉淀法制备的催化剂Fe离子溶出较为严重,550℃焙烧下,Fe离子溶出率高达55.2%以溶胶凝胶法制备Fe/TiO2-CeO2催化剂,考察Fe%,焙烧温度,水浴温度,对催化剂性能的影响,结果表明:溶胶凝胶法制备的催化剂活性组分分散效果更优于三组分共沉淀法,Fe负载量为0.5%时,COD去除率达69.2%;催化剂Fe离子溶出严重,随着焙烧温度升高,溶出现象得到明显抑制,但催化剂晶体结构发生改变,活性下降;较低的水浴温度有利于使催化剂在焙烧过程中保持稳定的晶体结构,有利于催化剂的活性提高。对CWPO处理H-酸废水的过程进行研究,分别确定了最佳的反应初始pH值=5,最佳反应温度为100℃,对反应过程进行动力学研究,确定反应为关于[COD]的二级反应,动力学模型为-dC/dt=2.87-exp(-37270/RT)[H2O2]0.956[COD]2