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污水處理

如何用沸石處理有機印染污水?

作者:admin日期:2018-07-29閱讀
利用天然絲光沸石為載體,加載過渡金屬元素Cu制成固體催化劑,然后利用黏土礦物凹凸棒石的固體堿性質與其復配,對人工模擬活性艷紅-X-3B染料廢水進行催化臭氧化處理。
有機印染污水處理
有機印染污水很難用物理或生物降解方法進行凈化處理,氧化法的處理效果相對較好。臭氧是目前被廣泛應用的氧化劑之一,但制造成本比較高。為了提高臭氧在污水處理應用中氧化效率,國內外探索了催化臭氧化,如固體催化劑催化。催化臭氧化的機理是在催化劑的協助下,強化臭氧化過程,即加強羥基自由基的產生。另外,由于臭氧能與許多有機物或官能團發生反應,如c=c、芳香化合物、雜環化合物、N=N、一OH、一NH2、一CH等。主要產物為一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸等有機小分子。催化臭氧化法在染料污水處理工程中必然導致水體的pH值急劇下降(酸度增強),降低臭氧化效率。一些研究者在催化臭氧化污水處理中采用滴加緩沖液來調節水體的pH值。利用緩沖液來調節PH值只適用于實驗室內理論研究,從工程應用角度考慮是不可取的。

催化劑制備——沸石表面加載Cu選用浸潰法:首先將采自浙江縉云研磨至200目,BET比表面積為46.87m2/g的天然絲光沸石粉浸潰在濃度為5%(以金屬元素重量計)的Cu(NO3)2溶液中,浸漬時間為24h。用去離子水反復清洗,過濾分離后在120℃下干燥12h,然后置于馬弗爐中在450°C下焙燒12h,最終得到本實驗用的催化劑,CuO含量為3.63‰。實驗中用的染料水是將活性艷紅-X-3B染料(圖9)加入蒸餾水中,配制成濃度為500mg/L,COD值為279.9mg/L的模擬染料廢水。實驗裝置如圖10,其中自制臭氧發生器氣體流量為1.1L/min,臭氧發生量為17.2mg/h。氣水反應柱長度為900mm,1#玻璃砂芯,室內溫度約20℃臭氧吸收效率>90.0%。
 
圖-9偶氮活性艷紅-X-38染料分子結構
圖10催化臭氧化曝氣柱實驗裝置
 
 
染料污水在臭氧化過程中有有機小分子酸產生,水體的pH值下降的非常嚴重。黏土礦物凹凸棒石能有效地中和染料污水在臭氧化過程中產生的有機小分子酸,改善水體的pH值。加載Cu的絲光沸石催化劑能提高臭氧化效率,復配的凹凸棒石可以調節水體pH值進一步提高臭氧化效率。由于天然礦物凹凸棒石自身的礦物學特征,表明其具有固體堿性質,在水處理工程中調節水體pH值可以替代目前人工合成的固體堿大大降低處理成本。



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