Fe_ZSM_5催化降解高浓度焦化废水的研究_许俊强

绿色化工Fe/ZSM-5催化降解高浓度焦化废水的研究许俊强,全学军,赵清华,高焕方,黄国文,李军(重庆理工大学化学与生物工程学院,重庆400050)摘要:采用湿式浸渍法制备非均相Fe/ZSM-5催化剂,以H2O2为氧化剂,进行高浓度难降解的焦化废水的催化氧化降解。最佳催化反应工艺条件如下:反应时间2h,反应温度75℃,H2O2的加入方式为分段滴加方式,H2O2与Fe/ZSM-5的用量关系为90mL/L:20g/L,反应的pH为4,最佳条件下焦化废水的CODCr值从原液的5080mg/L降低至约300mg/L,CODCr值的去除率高达约94%。采用低温液氮吸附脱附分析催化剂的织构参数,表明载Fe催化剂呈现典型的微孔特征。关键词:ZSM-5分子筛;非均相;催化降解;焦化废水中图分类号:O661.1文献标识码:A文章编号:0253-4320(2009)S1-0174-03ResearchoncatalyticdegradationofhighconcentrationcokingwastewaterbymicroporousFe/ZSM-5zeoliteXUJun-qiang,QUANXue-jun,ZHAOQing-hua,GAOHuan-fang,HUANGGuo-wen,LIJun(DepartmentofChemicalandBiologicalEngineering,ChongqingUniversityofTechnology,Chongqing400050,China)Abstract:TheheterogeneousFe/ZSM-5catalystispreparedbywetimpregnation.Catalyticoxdiationisappliedinthedegradationofthehighconcentrationcokingwastewater,usingH2O2asaoxidantandFe/ZSM-5asacatalyst.Aseriesofreactionprocessparametersareoptimizedasfollows:thereactiontimeandtemperatureare2hand75℃,theaddingmodeofH2O2isdropwisewith3times,thequantityratioofH2O2/Fe/ZSM-5is90mL/L:20g/L,thepHvalueis4.Undertheoptimalconditions,CODCrvalueofcokingwaterisdegradedfrom5080mg/Ltoaround300mg/L,theremovalratecanreach94%.TheFe/ZSM-5catalystshowsobviouslymicroporouscharacteristicsbythelowtemperatureliquidnitrogenadsorption/desorptionanalysis.Keywords:ZSM-5zeolite;heterogeneous;catalyticdegradation;cokingwastewater收稿日期:2009-07-20基金项目:重庆市自然科学基金项目(CSTC2008BB7334);重庆市教委研究项目(KJ080617);重庆市教改项目(0826073);重庆工学院基金资助项目(2007ZD14)作者简介:许俊强(1979-),男,博士,副教授,从事环境化工、精细化工方向研究,xujunqiang@cqut.edu.cn;全学军(1963-),男,博士,教授,从事资源环境化工和应用催化研究,023-68667184,hengjunq@cqut.edu.cn。焦化废水产生于原煤的高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中,是一种含有大量有毒有害物质的有机工业废水。该有机废水成分复杂,含有氨、氰、硫氰根等无机污染物,酚、油类、萘、吡啶、喹啉、蒽等杂环及多环芳香族有机化合物。焦化废水的大量排放不但对环境造成严重污染,同时也直接威胁到人类的健康[1-2]。目前,国内外很多学者采用了物理法、生物降解法和化学法来进行降解,其中催化氧化具有处理时间短、处理量大、降解效果优等特点引起了广泛的关注[3-5]。Fenton试剂法由于其均相催化导致的后续操作烦琐使其应用受限,因此非均相催化氧化法以其催化剂和反应介质容易分离和回收、能循环使用、处理效果好等优点成为了研究的热点[6-7]。本文采用微孔ZSM-5负载Fe制备非均相催化剂,考察反应工艺条件的影响,探讨其降解规律。1实验部分1.1催化剂的制备与表征催化剂采用常规湿式浸渍法进行制备。称取适量的载体ZSM-5,将计量的硝酸铁溶液加入载体中浸渍