载银活性炭_过氧化氢对焦化废水的催化氧化作用_朱静

第32卷第5期2003年10月贵州工业大学学报(自然科学版)JOURNALOFHUIZHOUUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.32No.5October.2003(NaturalScienceEdition)文章编号:1009-0193(2003)05-0094-04载银活性炭/过氧化氢对焦化废水的催化氧化作用朱静1,周素华2,曾祥钦1(1.贵州工业大学化学与生物工程学院,贵州贵阳550003;2.贵州工业大学科技处,贵州贵阳550003)摘要:用载银活性炭与过氧化氢处理焦化厂废水,在pH值为3左右,反应时间5h的条件下,废水中的有机物被催化氧化,其CODcr值可由2351.3mg.L-1降到300mg.L-1以下,去除率达87.67%以上。关键词:活性炭;过氧化氢;焦化废水;银;催化氧化中图分类号:TQ353.9;X131.2文献标识码:B0概述我国的焦化厂每年都有大量的废水产生,废水中往往含有毒、难降解的有机物,如酚类,且氨氮浓度和CODcr值都很高,远远超过允许排放的法定标准。其传统处理主要采用生化法———活性污泥法。此法处理成本低,工艺成熟,得到广泛应用。但受气候条件的影响,处理效果不令人满意,出水CODcr值往往达不到国家排放标准[1]。以贵州省某焦化厂为例,该厂废水在经过活性污泥法处理后,CODcr值仍高达2300-2500mg.L-1,故在经过活性污泥法处理后,常常再用活性炭进行吸附、过滤处理[2]。活性炭由于含有大量的微孔和中孔,具有较大的比表面积,而且在其孔的表面上含有大量的羧基,羟基,酚羟基,醌型羰基,内酯等官能团,因此活性炭具有很强的吸附性能[3]。作为优良的吸附剂,活性炭在饮用水的净化,废水的深度处理等方面有着广泛的应用:刘春英等[5]研究发现当活性炭上负载金属铜时,可以对难处理的石油污水进行深度降解,效果显著。H2O2作为常用的氧化剂,广泛地应用于水处理中。但H2O2的氧化能力弱,往往需要有催化剂的存在[4];李硕文[6]发现将活性炭与H2O2结合应用于染色废水的处理时,活性炭不仅有吸附性,对H2O2的氧化作用还有催化性,故取得了较好的效果。本文将活性炭用5.0%的AgNO3溶液浸泡,之后在250℃温度下活化,形成载银活性炭。(由于活性炭在氧气存在下加热活化250℃以上开始出现灰化,故确定活化温度为250℃).利用活性炭的吸附特性,及其所载银的催化活性,与H2O2的氧化能力相结合,在用于焦化废水的深度处理上取得了较好的效果,其CODcr值可由2351.3mg.L-1降到300mg.L-1以下,去除率达87.67%以上。1试验与结果1.1仪器和药品粉状活性炭;H2O2(GR);AgNO3(GR);Ni(NO3)2(GR);Cu(NO3)2(GR);Fe(NO3)2(GR);Mn(NO3)2(GR);Cr(NO3)3(GR);H2SO4(GR).JG50———D增力电动搅拌器;101型电热鼓风干燥箱;XRD衍射仪1.2载银活性炭的制备取20g粉状活性炭,加入NaOH溶液(1mol.L-1)100ml浸泡2天,之后用去离子水洗涤至pH≈7;再加入HCl(2mol.L-1)溶液浸泡2天,再用去离子水洗涤至pH≈7,抽滤;滤饼放入烘箱中于120℃干燥3h;然后用5.0%的AgNO3溶液浸泡活性炭2天,抽滤;再放入烘箱中于120℃干燥2h后升温至250℃活化2h;冷收稿日期:2003-05-10却、洗涤,至无Ag+离子检出,再抽滤;滤饼放入烘箱中于120℃干燥2h,250℃下再活化2h即可。载银离子活性炭样品经中国科学院贵阳地球化学研究所X射线衍射分析测定,样品中,银在活性炭表面是以Ag、Ag2O的形式存在。载银离子活性炭X射线衍射图为:图1载银离子活性炭X射线衍射图作者用类似的方法制备了载Ni、Cu、Fe、Mn和Cr离子的活性炭。1.3废水的催化氧化实验取100mL焦化废水,加入载金属离子活性炭1g,搅拌5h,静置1h,取上层清液,测定CODcr值,测定结果见表1.取100mL焦化废水,加入载金属离子活性炭1.0g、3.4%的H2O2溶液1mL,调节pH≈3,搅拌5h,静置1h,取上层清液,测定CODcr值,测定结果见表2.表1各种载金属离子活性炭的吸附作用NO改性活性炭原水CODcr/mg.L-1处理水CODcr/mg.L-1去除率/%1Ni-AC2351.3847.4063.962Cu-AC2351.3624.4073.443Fe-AC2351.3825.1364.914Mn-AC2351.3780.5066.805Cr-AC2351.3981.2358.276Ag-AC2351.3512.9278.197AC2351.3914.3361.118Mn-Ni-AC2351.31520.203