催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的研究與應(yīng)用

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，印制板產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢。印制板產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的高濃度有機(jī)廢水，所以必須對(duì)廢水進(jìn)行處理，使得廢水達(dá)標(biāo)后才能排放。催化氧化這種技術(shù)正被廣泛應(yīng)用于各種廢水處理中。本文探討了催化氧化方法及其應(yīng)用。

【關(guān)鍵字】催化氧化；高濃度有機(jī)廢水；應(yīng)用

水資源是生命之源，對(duì)廢水進(jìn)行處理再排放，保護(hù)我國水資源的安全和質(zhì)量十分重要。在探究催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的研究中，本文利用萘酚綠和鉻黑T來模擬替代廢水，分別從四個(gè)因素（二氧化氯的用量、pH值、反應(yīng)時(shí)間和催化劑的使用壽命）來考慮對(duì)廢水處理的影響，以期為預(yù)測有機(jī)廢水的降解規(guī)律以及工程實(shí)踐提供依據(jù)。

1二氧化氯處理萘酚綠

1.1二氧化氯用量

取4g萘酚綠置于燒杯溶解后，配成2g/L的萘酚綠廢水，研究二氧化氯用量對(duì)催化氧化效果的影響。設(shè)定pH值為1.2，取50ml萘酚綠模擬廢水放入200ml的單口燒瓶中。第一組加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg、200mg的二氧化氯，直接氧化60分鐘；第二組分別加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg、200mg二氧化氯和0.25gTi0?，催化氧化60分鐘；第三組分別加入60mg、80mg、100mg，120mg、150mg、200mg二氧化氯和5gMn0?-Si0?，催化氧化30分鐘。使用紫外可見分光光度計(jì)測定溶液吸光度測定降解率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明二氧化氯量越多，去除率越高。

1.2pH值

在反應(yīng)溫度為298K，分別研究不同pH值萘酚綠的去除的影響。首先設(shè)置不同的pH值，分別是1.2、1.5、2.5、2.9、3.5，一共五組實(shí)驗(yàn)，選用萘酚綠來模擬廢水，選取50ml的萘酚綠放入200ml的單口瓶中。第一組加入100mg的二氧化氯，直接進(jìn)行氧化，氧化時(shí)間60分鐘；第二組加入100mg的二氧化氯和0.25g的 Ti0?，催化氧化時(shí)間為60分鐘；第三組加入50mg的二氧化氯和5gMnO?-SiO?，在pH=1.2的情況下催化氧化30分鐘，同樣方式計(jì)算它的去除率。

從實(shí)驗(yàn)可以看出，pH值越小，去除率越高。溶液的去除率隨pH值的增大呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。所以，利用二氧化氯來處理萘酚綠是要控制pH值，把pH值控制在1.5以下，同時(shí)對(duì)于Ti0?和MnO?–SiO?，要把pH值控制在2.5以下。當(dāng)pH值為1.2時(shí)，實(shí)驗(yàn)的效果最好。催化氧化的去除率要優(yōu)于直接氧化。

1.3反應(yīng)時(shí)間

選用萘酚綠來模擬廢水，取50ml的萘酚綠放入200ml的單口燒瓶中，在pH=1.2時(shí)，實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)時(shí)間分別為10min、20min、30 min、40 min、50 min、60 min，加入100mg的二氧化氯。第一組采取直接氧化的方式；第二組加入100mg二氧化氯和0.25gTi0?進(jìn)行催化氧化；第三組加入100mg二氧化氯和5g Mn0?-Si0?進(jìn)行催化氧化，之后計(jì)算去除率。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，我們可以知道直接氧化、Ti0?催化氧化， Mn0?-Si0?催化氧化三種不同方式的去除率都不相同。采用直接氧化的方式，在60min時(shí)，去除效果好，同樣具有高效果的還有Ti0?催化氧化。但是采取Mn0?-Si0?方法，在30min時(shí)的去除效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)比其他兩種方法好。所以從實(shí)驗(yàn)中我們可以知道利用二氧化氯和Ti0?催化氧化的最佳去除率時(shí)間為60min，Mn0?-Si0?的最佳時(shí)間為30min。

2二氧化氯處理鉻黑T

2.1二氧化氯用量

取5g鉻黑T置于燒杯溶解后配比成2.5g/L鉻黑T廢水。實(shí)驗(yàn)一共分為四組，第一組選取100ml鉻黑T模擬廢水放入250ml的單口燒瓶中，設(shè)定pH為1.6，分別加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg的二氧化氯，采用直接氧化的方式，氧化時(shí)間為60分鐘；第二組選取100ml鉻黑T模擬廢水放入250ml的單口燒瓶中，設(shè)定pH為1.6，分別加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg的二氧化氯和0.25gTi0?，采用催化氧化的方式，催化氧化的時(shí)間為60分鐘；第三組選取100ml鉻黑T模擬廢水放入250ml的單口燒瓶中，設(shè)定pH為1.6，分別加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg的二氧化氯，采用催化氧化的方式，催化氧化的時(shí)間為60分鐘；第四組取100ml經(jīng)活性炭吸附處理后的鉻黑T廢水放入250ml的單口燒瓶中，設(shè)定pH為1.6，分別加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg、200mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?，之后計(jì)算它的去除率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著二氧化氯量的增加，四種方法的去除率都是逐漸增大的。

2.2pH值

設(shè)定五種不同的pH值1.6、1.8、2.0、2.5、2.9來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第一組取100ml鉻黑T放入250ml的單口燒瓶中，一組加入100mg的二氧化氯直接氧化60分鐘；第二組取100ml鉻黑T放入250ml的單口燒瓶中，加入100mg的二氧化氯和0.25g Ti0?催化氧化60min；第三組組取100ml鉻黑T放入250ml的單口燒瓶中，加入100mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?進(jìn)行催化氧化60分鐘；第四組取100mL經(jīng)活性炭吸附處理后的鉻黑T放入250ml的單口燒瓶中，加入60mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?催化氧化60分鐘。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示當(dāng)pH值越小，去除率越大。隨著pH值增大，去除率呈現(xiàn)下降的趨勢。催化氧化比直接氧化的去除率要高，效果也更好。

2.3反應(yīng)時(shí)間

取100ml鉻黑T模擬廢水放入250ml的單口燒瓶中，在pH=1.2的條件下，研究反應(yīng)時(shí)間對(duì)鉻黑T去除的影響。實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)時(shí)間分別為10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min。第一組加入100mg二氧化氯，直接進(jìn)行氧化；第二組加入100mg二氧化氯和0.25gTi0?進(jìn)行催化氧化；第三組加入100mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?進(jìn)行催化氧化；第四組加入60mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?進(jìn)行催化氧化。

在反應(yīng)前10min，催化氧化效果最好，去除率高。（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?催化劑能加快反應(yīng)速度。反應(yīng)時(shí)間60min以后，氧化反應(yīng)逐漸平穩(wěn)，去除率沒有出現(xiàn)較大的變化。

3總結(jié)

通過以上研究，進(jìn)一步了解催化氧化在處理高濃度有機(jī)廢水上的重要作用。在控制好二氧化氯的使用量、設(shè)置好合適的pH值、把握處理的時(shí)間、注意催化劑的使用壽命等，有助于更好得解決廢水處理問題，保護(hù)我國的水資源安全和生態(tài)環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳女.高濃度有機(jī)廢水催化氧化處理[J].廣東化工，2011，38（7）：91-92.

作者簡介：沙爽（1987.06-），女，民族：漢，籍貫：吉林省舒蘭市，學(xué)歷：研究生

專業(yè)：環(huán)境工程，研究方向：污水處理