非均相类Fenton试剂处理焦化废水的研究_陈敏

非均相类Fenton试剂处理焦化废水的研究陈敏,许韵华,晋丽叶,杨琳(北京交通大学理学院,北京100044)摘要:将Fe3+负载在3种载体上制备出3种催化剂,并研究了它们催化H2O2产生羟基,对苯酚模拟废水的吸附降解效果,发现将Fe3+负载在活性炭上对模拟废水处理效果好。用自制的载铁活性炭催化双氧水降解苯酚废水,进行了正交试验和单因素试验,探讨了催化剂用量、双氧水浓度、pH等因素对废水的CODCr去除率的影响。研究结果表明:催化剂用量为1.5g,H2O2质量分数为2%,pH为5时,载铁活性炭处理稀释后的焦化废水,CODCr去除率达到95%以上。关键词:焦化废水;非均相;类Fenton试剂;催化氧化中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:0253-4320(2006)S2-0288-03StudyonthetreatmentforcokingplantwastewaterwithheterogeneousFenton-typecatalystCHENMin,XUYun-hua,JINLi-ye,YANGLin(SchoolofScience,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:CatalystsofFe3+supportedondifferentcarriershavebeenpreparedandtestedforphenoloxidationwithH2O2insimulantwastewater.AfairlysatisfiedresultwasobtainedwithFe3+supportedonactivatedcarbon.Ahome-madeFe3+supportedonactivatedcarbonisintroducedintheexperimenttodegradatethewastewaterwithphenol;orthogonalandsinglefactorexperimentsarecarriedouttodeterminethedoseofcatalyst,concentrationofH2O2andpH.Accordingtoexperimentalresults,undertheoptimumreactioncondition(catalystof1.5g,H2O2of2wt%andpHof5),Fe3+/activatedcarboncanmaketheremovalefficiencyofCODCrover95%inthedilutedcokingplantwastewater.Keywords:cokingplantwastewater;heterogeneousphase;Fenton-typecatalyst;catalyticoxidation收稿日期:2006-09-12基金项目:北京市自然科学基金资助项目(2042018),北京交通大学“十五”科技专项基金(2005sm060)资助项目作者简介:陈敏(1982-),女,硕士研究生,sdqzchenmin@126.com;许韵华(1963-),女,博士,高级工程师,硕士生导师,主要从事高分子化合物的合成研究,环境化学中水处理用催化剂方面的研究,010-51688497,yhxu@science.njtu.edu.cn。焦化废水是制备焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的以含酚为主要杂质的高浓度有机废水。焦化废水成分复杂多变,含有较高浓度的氨氮和许多微生物及难以降解的稠环芳烃和杂环化合物,如吲哚、萘、喹啉、茚等,对环境有较大危害,是一种难处理的工业废水。在化工生产排放出来的高浓度、难降解有机废水的处理研究中,高级氧化技术备受人们的关注,尤其是Fenton试剂作为一种强氧化剂用于去除废水中的有机污染物,具有明显的优点[1]。Fenton试剂法是一种采用过氧化氢为氧化剂、以亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法,反应中产生的·OH是一种氧化能力很强的自由基,能将废水中的有机物氧化,从而降低废水的色度和化学耗氧量(COD)值。但均相催化剂难与反应介质分离,且易流失并引起二次污染,因此研制出相应的非均相催化剂,不仅容易分离、回收和循环使用,而且不会造成二次污染,具有很好的应用和开发前景[2]。人们尝试以Fe3+代替传统的Fenton体系中的Fe2+(Fe3++H2O2体系),发现Fe3+也可以催化分解过氧化氢[3]。从广义上讲,可以把除Fenton法外,其余的通过H2O2产生羟基自由基处理有机物的技术称为类Fenton试剂法[4]。因此,笔者研究了将Fe3+负载到不同载体上,催化H2O2产生羟基自由基的非均相反应,选出了催化效果更好的催化剂,并进一步研究了用此催化剂处理