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污水处理

如何用沸石处理有机印染污水?

作者:admin日期:2018-07-29阅读
利用天然丝光沸石为载体,加载过渡金属元素Cu制成固体催化剂,然后利用黏土矿物凹凸棒石的固体碱性质与其复配,对人工模拟活性艳红-X-3B染料废水进行催化臭氧化处理。
有机印染污水处理
有机印染污水很难用物理或生物降解方法进行净化处理,氧化法的处理效果相对较好。臭氧是目前被广泛应用的氧化剂之一,但制造成本比较高。为了提高臭氧在污水处理应用中氧化效率,国内外探索了催化臭氧化,如固体催化剂催化。催化臭氧化的机理是在催化剂的协助下,强化臭氧化过程,即加强羟基自由基的产生。另外,由于臭氧能与许多有机物或官能团发生反应,如c=c、芳香化合物、杂环化合物、N=N、一OH、一NH2、一CH等。主要产物为一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸等有机小分子。催化臭氧化法在染料污水处理工程中必然导致水体的pH值急剧下降(酸度增强),降低臭氧化效率。一些研究者在催化臭氧化污水处理中采用滴加缓冲液来调节水体的pH值。利用缓冲液来调节PH值只适用于实验室内理论研究,从工程应用角度考虑是不可取的。

催化剂制备——沸石表面加载Cu选用浸溃法:首先将采自浙江缙云研磨至200目,BET比表面积为46.87m2/g的天然丝光沸石粉浸溃在浓度为5%(以金属元素重量计)的Cu(NO3)2溶液中,浸渍时间为24h。用去离子水反复清洗,过滤分离后在120℃下干燥12h,然后置于马弗炉中在450°C下焙烧12h,最终得到本实验用的催化剂,CuO含量为3.63‰。实验中用的染料水是将活性艳红-X-3B染料(图9)加入蒸馏水中,配制成浓度为500mg/L,COD值为279.9mg/L的模拟染料废水。实验装置如图10,其中自制臭氧发生器气体流量为1.1L/min,臭氧发生量为17.2mg/h。气水反应柱长度为900mm,1#玻璃砂芯,室内温度约20℃臭氧吸收效率>90.0%。
 
图-9偶氮活性艳红-X-38染料分子结构
图10催化臭氧化曝气柱实验装置
 
 
染料污水在臭氧化过程中有有机小分子酸产生,水体的pH值下降的非常严重。黏土矿物凹凸棒石能有效地中和染料污水在臭氧化过程中产生的有机小分子酸,改善水体的pH值。加载Cu的丝光沸石催化剂能提高臭氧化效率,复配的凹凸棒石可以调节水体pH值进一步提高臭氧化效率。由于天然矿物凹凸棒石自身的矿物学特征,表明其具有固体碱性质,在水处理工程中调节水体pH值可以替代目前人工合成的固体碱大大降低处理成本。