高级催化氧化法降解有机工业废水的研究_乔世俊

收稿日期:2005-01-24作者简介:乔世俊(1954-),男,甘肃陇南人,高级工程师.高级催化氧化法降解有机工业废水的研究乔世俊,赵爱平,徐小莲,赵慧宏,张政民,赵文超,邱莉萍,乔明(甘肃省环境科学设计研究院,甘肃兰州730030)摘要:用煤灰渣加入活性组分复合成催化剂,以H2O2作为氧化剂处理有机工业废水。结果表明,该方法对有机工业废水具有很高的处理效率。在Q(H2O2)PQ(CODCr)为016,pH为4,反应2h条件下,CODCr去除率可达83%以上。该催化剂是以一定粒度的燃煤锅炉废渣为载体,加入FeSO4,MnO2,Al2O3和SiO2多种活性组分复合而成。关键词:煤灰渣;催化氧化;降解;有机工业废水中图分类号:X7881031文献标识码:A文章编号:1001-6929(2005)05-0104-03StudyonOrganicIndustrialWastewaterDegradationbyAdvancedCatalyticOxidationMethodQIAOShi-jun,ZHAOAi-ping,XUXiao-lian,ZHAOHui-hong,ZHANGZheng-min,ZHAOWen-chao,QIULi-ping,QIAOMing(EnvironmentalProtectionInstituteofGansuProvince,Lanzhou730030,China)Abstract:AdvancedcatalyticoxidationmethodfororganicindustrialwastewaterdegradationwasinvestigatedbyusingcinderaddedactivematerialsascatalystandH2O2asoxidant.Resultsindicatedthatthemethodshowshighproficiencyincatalyticoxidizingorganicindustrialwastewater.UndertheconditionsofQ(H2O2)PQ(CODCr)=016,pH=4,thedegradationreactioncompletedwithintwohourswithover83%ofCODCrremoval.ThecatalystisformedwithcinderascarrierandFeSO4,MnO2,Al2O3andSiO2asactivematerials.Keywords:cinder;catalyticoxidation;degradation;organicindustrialwastewater近几十年来,国内外在有毒有害难降解持久性有机污染物(POPs)废水处理方面开展了大量研究,其中高级氧化法(AOPs)具有巨大潜力及独特的优势,深受国内外学者关注,某些研究成果已经应用于实际[1-6]。与其他传统水处理技术相比,高级氧化法产生大量非常活泼的羟基自由基(HO#),其氧化能力(2180V)仅次于氟(2187V),作为反应的中间产物,它可诱发后面的链反应;HO#直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害盐,不会产生二次污染[7-9]。Arnold等[10-11]在以活性炭(AC)和改性活性炭中加入氧化剂,催化氧化处理有机污染物和无机污染物取得良好的效果,认为活性炭可以提高O3和H2O2氧化剂的利用率。笔者以锅炉煤渣为载体,加入活性组分复合成高效催化剂,考察其对有机工业废水CODCr的处理效果。1实验111催化剂取某厂锅炉煤渣,水洗晾干后粉碎过筛,选20~30目颗粒,用5mLPL的H2SO4溶液酸洗24h,用10mgPL的NaOH溶液碱洗24h,去除硫等有害成分,保留活性炭和Al2O3,MgO,SiO2等有效成分,最后用水洗为中性,作为催化剂和载体,处理后煤渣的化学组成见表1。表1处理后煤渣的化学组成Table1Thechemicalcompositionsofcinder化学成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOC质量分数P%281751916310105215611432124选用FeSO4,MnO2,Al2O3和SiO2多种活性物质为助催化剂,同载体按12%,1%,3%和5%(质量分数)溶液浸泡混合后,晾干,180e烘干,520e恒温10h,再经水洗至中性晾干后即可成为复合催化剂。112实验方法将6200g催化剂装入10cm@80cm的PVC柱中,取某助剂厂某产品母液(主要含过氧化物、己酮、芳烃、高级醇等有机物和水),稀释至Q(CODCr)为1380mgPL,先将催化柱用该液浸泡平衡后,取一定量第18卷第5期环境科学研究ResearchofEnvironmentalScience