低温低压下非均相催化氧化处理焦化废水实验研究

低温低压下非均相催化氧化处理焦化废水实验研究邹东雷,许猛,杨忠平,林学钰(吉林大学环境与资源学院,吉林长春130026)[摘要]研究了非均相催化剂在低温低压条件下处理焦化废水的效果,通过改变催化剂的载体、浸渍溶液的种类及浓度、pH值、反应时间、催化剂的投加量、H2O2(质量分数30%)的投加量等因素,得出在低温低压下非均相催化氧化处理焦化废水的最佳条件:采用经Cu(NO3)2溶液浸渍后的γ-Al2O3为催化剂、在pH值为3、催化剂体积分数为40%、H2O2投加体积分数为4%、反应时间在3h以上时处理效果较好。原水CODCr由4540mg/L降至600mg/L以下,氨氮由552mg/L降至160mg/L以下。[关键词]非均相催化氧化;三氧化二铝;焦化废水[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1005-829X(2006)01-0052-03Abstract:TheremovalofCODCrandNH4+-Nofcokingwastewaterbytheheterogeneouscatalyticoxidationunderlowtemperatureandpressurehasbeenstudied.Wegotoptimalconditionsbychangingthecarrierofcatalyst,kindsandconcentrationofimpregnatingsolution,pH,reactiontime,doseofcatalyst,doseofH2O2(massfraction30%):taketheγ-Al2O3whichisimpregnatedbyCu(NO3)2forcatalyst,whenpHvalueis3,volumefractionofcatalystis40%,volumefractionofH2O2is4%,reactiontimeabove3h,CODCrisdegradedfrom4540mg/Ltolowerthan600mg/Landtheammonianitrogenisdegradedfrom552mg/Ltolowerthan160mg/L.Keywords:heterogeneouscatalyticoxidation;aluminumoxide;cokingwastewaterStudyonthetreatmentforcokingwastewaterwithheterogeneouscatalyticoxidationunderlowtemperatureandpressureZouDonglei,XuMeng,YangZhongping,LinXueyu(CollegeofEnvironmentandResources,JilinUniversity,Changchun130026,China)第26卷第1期2006年1月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.26No.1Jan.,2006[基金项目]2002年吉林大学创新基金资助项目近年来,国内外很多学者采用高级催化氧化技术对高浓度有机废水进行处理实验研究〔1～9〕,并取得了良好的处理效果。特别是非均相催化氧化法由于具有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,受到广泛关注。本实验制备了一系列固载金属非均相型催化剂,并以焦化废水为对象进行了实验研究。1实验部分1.1仪器、试剂及分析方法E-201型pH计,上海大普仪器有限公司;722S分光光度计,上海精密科学仪器有限公司。NaOH,分析纯,天津市大茂化学试剂厂;H2SO4,分析纯,北京化工厂;H2O2,质量分数30%,分析纯,北京化工厂;硝酸铜及一系列金属硝酸盐,化学纯,北京化工厂。CODCr按GB11914—1989测定;氨氮按GB7479—1987测定。1.2实验废水实验废水为吉林省某焦化厂的焦化废水,其CODCr为4540mg/L,氨氮质量浓度为552mg/L,pH为7.35。焦化废水中除含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机物外,还含有氰化物、硫化物等无机污染物,若直接外排会对环境造成严重污染〔1〕。1.3催化剂的制备以活性炭、γ-Al2O3为载体,经不同浓度的金属硝酸盐溶液浸渍后,多次冲洗至无金属离子检出,52中国城镇水网www.chinacitywater.org滤干,置于110~120℃烘箱中烘干4h,再经马弗炉高温焙烧而成。1.4实验方法取废水水样100mL,调节pH后,加入到装有催化剂的250mL锥形瓶中,滴加氧化剂H2O2溶液,并开始计时,反应一段时间后静置,取出上清液测定其COD和氨氮质量浓度。2结果与讨论2.1载体与浸渍液种类对处理效果的影响催化剂载体与浸渍液种类对COD