_废弃物水稻秸秆制备催化剂强化臭氧深度处理造纸废水的效能

2017年1月CIESCJournal·313·January2017第68卷第1期化工学报Vol.68No.1DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20160919废弃物水稻秸秆制备催化剂强化臭氧深度处理造纸废水的效能庄海峰1,2，黄海丽2，徐科龙2，张云金2，韩洪军3，单胜道1(1浙江科技学院浙江省废弃生物质循环利用与生态处理技术重点实验室，浙江杭州310023；2常山县农村能源办公室，浙江衢州324200；3哈尔滨工业大学城市水资源和水环境国家重点实验室，黑龙江哈尔滨150090)摘要：以农业废弃物水稻秸秆为原料制备了秸秆基活性炭负载金属Fe氧化物的臭氧催化剂，主要特征为负载Fe3O4，负载量14.25%，比表面积1175.1m2·g1，研究其强化臭氧深度处理造纸废水的效能。结果表明，制备的秸秆基活性炭和催化剂均对造纸废水污染物具有较高的吸附性能，吸附等温线与Langmuir模型拟合相关性良好(R2>0.99)；催化剂的使用显著强化了臭氧氧化污染物的性能，最佳的运行参数是臭氧和催化剂投加量分别为0.3g·h1和1g·L1及原水pH，处理后出水COD、BOD5、氨氮和色度分别为46、17、5mg·L1和18倍，均低于我国造纸废水污染物排放标准（GB3544—2008）；重复20次的运行，催化剂具有良好的稳定性，金属离子溶出浓度极少，并通过自由基捕获剂和ESR测试探讨该催化臭氧氧化过程属自由基间接氧化为主导的反应机理。本研究制备的臭氧催化剂具有性能高效稳定和经济节约的特点，适用于造纸废水深度处理的工程化应用。关键词：吸附；催化臭氧化；催化剂；自由基；废物处理中图分类号：X703.1文献标志码：A文章编号：0438—1157（2017）01—0313—07Advancedtreatmentofpaper-makingwastewaterusingcatalyticozonationwithwastericestrawascatalystZHUANGHaifeng1,2,HUANGHaili2,XUKelong2,ZHANGYunjin2,HANHongjun3,SHANShengdao1(1KeyLaboratoryofRecyclingandEco-treatmentofWasteBiomassofZhejiangProvince,ZhejiangUniversityofScienceandTechnology,Hangzhou310023,Zhejiang,China;2ChangshanCountyRuralEnergyOffice,Quzhou324200,Zhejiang,China;3StateKeyLaboratoryofUrbanWaterResourceandEnvironment,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,Heilongjiang,China)Abstract:Wastericestrawswereconvertedintoricestrawderivedactivatedcarbon(RSAC),whichsupportedferricoxides(Fe3O4,loadeddosageof14.25%)asozonecatalystwith1175.1m2·g1ofspecificsurfacearea,andefficiencyofheterogeneouscatalyticozonationofbiologicallypretreatedpaper-makingwastewaterwereinvestigated.TheresultsindicatedthatRSACandcatalystallhadthegoodadsorptioncapacityofbiologicallypretreatedpaper-makingwastewater,andtheadsorptionisothermsfittedwellwiththeLangmuirmodel(R2>0.99).Theadditionofthepreparedcatalystsignificantlyenhancedthepollutantsremovalperformanceofozonationofrawwastewater,andtheCOD,BOD5,NH+4-Nandchromaticityinthetreatedeffluentwere46,17,5mg·L1and18degreewhichallmetdischargestandardpaper-makingwastewater(GB3544—2008)withtheoptimal2016-0