湿式氧化处理难降解有机废水的研究

论文摘要

难降解有机废水的处理是现阶段国内外环保领域亟待解决的一个重大问题。目前，处理这类有机废水具有较大优势的是湿式氧化技术（WAO）。近年来湿式氧化技术所采用的贵金属催化剂催化氧化有机废难降解水表现出较好的活性和稳定性，但贵金属的稀有和昂贵在一定程度上限制了其工业应用。因此，开发高效、稳定的非贵金属体系处理难降解有机废水成为该技术推广的关键。本论文采用湿式氧化法对染料进行降解研究。以偶氮染料活性红2BF为模型污染物，采用KBrO3/O2体系及NaNO2/FeCl3/O2体系对其进行降解。得到如下结果：采用KBrO3/O2体系处理活性红2BF最佳工艺条件为：染料浓度为400mg/L时，温度160℃、氧分压0.8MPa、n（KBrO3）:n（活性红2BF）=0.5:1、pH=4、反应时间6h。在最佳条件下，活性红2BF由红色变为无色，TOC去除率为52%。采用NaNO2/FeCl3/O2体系处理活性红2BF最佳工艺条件为：染料浓度为400mg/L时，温度160℃、氧分压0.8MPa、活性红2BF:NaNO2:FeCl3（摩尔比）＝1:1:0.2、pH=3、反应时间6h。在最佳条件下，TOC、COD和色度去除率分别为63%、70%和99%。采用紫外可见光谱法对染料降解过程进行初探。结果表明：在降解过程中，随着反应时间的增加，染料最大吸收峰逐渐减弱直至消失，染料的偶氮键被破坏。分别对两个体系降解染料活性红2BF的动力学进行了研究，两个反应都符合准一级反应。采用KBrO3/O2体系降解偶氮染料活性红2BF的活化能EaTOC为46.9kJ/mol，速率方程为：采用NaNO2/FeCl3/O2体系降解偶氮染料活性红2BF的活化能EaTOC和EaCOD分别为93.4kJ/mol和47.4kJ/mol，速率方程为：

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 难降解有机废水概况
• 1.1.1 难降解有机废水简介
• 1.2 难降解有机废水的处理方法
• 1.2.1 物理化学法
• 1.2.1.1 吸附法
• 1.2.1.2 超声波气振法
• 1.2.1.3 膜分离法
• 1.2.2 生物化学法
• 1.2.3 化学处理法
• 1.2.3.1 絮凝沉淀法
• 1.2.3.2 电化学法
• 1.2.3.3 化学氧化法
• 1.3 湿式氧化法概述
• 1.3.1 湿式氧化法简介
• 1.3.2 湿式氧化技术的特点
• 1.3.3 湿式氧化技术的国内外发展
• 1.4 湿式氧化技术分类
• 1.4.1 湿式空气氧化法（WAO）
• 1.4.2 常温常压复合催化氧化（CACO）
• 1.4.3 催化湿式氧化法（CWAO）
• 1.5 湿式氧化技术中的催化剂的研究
• 1.5.1 均相催化剂
• 1.5.2 非均相催化剂
• 1.5.2.1 贵金属催化剂
• 1.5.2.2 过渡金属系列催化剂
• 1.5.2.3 稀土金属系列催化剂
• 1.6 湿式氧化技术机理及动力学
• 1.6.1 湿式氧化技术机理
• 1.6.2 湿式氧化反应动力学
• 1.7 湿式氧化技术的应用
• 1.7.1 含酚废水处理
• 1.7.2 农药废水的处理
• 1.7.3 造纸废水的处理
• 1.7.4 染料废水的处理
• 1.7.5 酒精蒸发废水的处理
• 1.7.6 污水厂活性污泥的处理
• 1.8 影响湿式氧化处理效果的主要因素
• 1.8.1 反应温度
• 1.8.2 反应压力
• 1.8.3 反应时间
• 1.8.4 溶液PH
• 1.8.5 废水性质
• 1.9 本论文研究内容
• 3/O₂体系对偶氮染料活性红 2BF 的降解'>第二章 KBrO₃/O₂体系对偶氮染料活性红 2BF 的降解
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.2.3 实验装置
• 2.2.4 溶液的配制
• 2.2.4.1 活性红 2BF 染料溶液的配制
• 2.2.4.2 缓冲溶液的配制
• 2.2.4.3 溴酸钾溶液的配制
• 2.2.5 实验操作步骤
• 2.2.6 反应体系降解效果的评价方法的建立
• 2.2.6.1 色度去除率的测定
• 2.2.6.2 TOC 去除率的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 确定活性红 2BF 在可见光区的最大吸收波长
• 3/O₂体系降解活性红 2BF 的影响因素研究'>2.3.2 KBrO₃/O₂体系降解活性红 2BF 的影响因素研究
• 2.3.2.1 活性红2BF空白反应
• 2.3.2.2 反应温度对处理效果的影响
• 3投加量对处理效果的影响'>2.3.2.3 KBrO₃投加量对处理效果的影响
• 2.3.2.4 氧分压对处理效果的影响
• 2.3.2.5 溶液pH对处理效果的影响
• 2.3.2.6 反应时间对处理效果的影响
• 2.3.2.7 染料浓度对处理效果的影响
• 2.3.3 活性红 2BF 降解过程动力学分析
• 2.4 小结
• 2/FeCl₃/O₂体系对偶氮染料活性红 2BF 的降解'>第三章 NaNO₂/FeCl₃/O₂体系对偶氮染料活性红 2BF 的降解
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 仪器与设备
• 3.2.3 溶液配制
• 3.2.3.1 染料溶液的配制
• 3.2.3.2 缓冲溶液的配制
• 2溶液的配制'>3.2.3.3 NaNO₂溶液的配制
• 3溶液的配制'>3.2.3.4 FeCl₃溶液的配制
• 3.2.3.5 重铬酸钾溶液的配制
• 3.2.3.6 硫酸-硫酸银溶液的配制
• 3.2.3.7 硫酸铁溶液的配制
• 3.2.3.8 亚铁灵指示剂的配制
• 3.2.4 实验操作步骤
• 3.2.5 确定活性艳红X-3B在可见光区的最大吸收波长
• 3.2.6 反应体系降解效果的评价方法的建立
• 3.2.6.1 色度去除率的测定
• 3.2.6.2 TOC 去除率的测定
• 3.2.6.3 COD 去除率的测定
• 3.3 结果与讨论
• 2/FeCl₃/O₂体系降解活性红 2BF 的影响因素研究'>3.3.1 NaNO₂/FeCl₃/O₂体系降解活性红 2BF 的影响因素研究
• 3.3.1.1 活性红2BF空白实验
• 3.3.1.2 反应温度对处理效果的影响
• 3.3.1.3 不同反应时间紫外-可见吸收光谱图
• 3.3.1.4 催化剂投加量对处理效果的影响
• 3.3.1.5 氧分压对处理效果的影响
• 3.3.1.6 染料溶液不同pH对处理效果的影响
• 3.3.1.7 染料浓度对处理效果的影响
• 3.3.1.8 反应过程中溶液颜色的变化
• 3.3.1.9 染料的结构对处理效果的影响
• 3.3.2 动力学研究
• 3.3.2.1 反应级数的确定
• 3.3.2.2 活化能的确定
• 3.4 小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢