基于铜渣催化剂的Fenton体系处理工业有机废水的研究

发布时间：2020-06-13 09:22

【摘要】：铜渣作为一种冶炼工业的废弃物,长期以来被人们简单堆存,没有一个合理、资源化的利用方式,铜渣内含有大量的含铁矿物,其对于Fenton体系的催化作用一直被人们所忽视,而随着现代工业的发展,所产生的工业有机废水对环境的污染影响日益严重,本文就铜渣/H_2O_2类Fenton体系处理工业有机废水展开探究。利用铜渣/H_2O_2类Fenton体系处理H酸废水,寻找该体系反应的最佳条件,阐明不同条件的变化对反应产生的影响及其原因,探究铜渣在本体系中的催化活性及重复利用的催化稳定性;通过考察实验过程废水中COD去除率、TOC去除率、pH的变化及铁离子浓度变化等方面,初步讨论了铜渣/H_2O_2类Fenton体系的催化机理,比较不同催化剂的催化效果,并考察利用此Fenton体系对不同有机废水的处理效果,提高铜渣在实际工业有机废水处理技术的应用可行性。主要研究成果如下:(1)经过对铜渣的表征分析可以得知:铜渣所含矿物主要有铁橄榄石及磁铁矿,并观察到了少量铜锍。其中含量最多的Fe元素含量为36.19%、非金属元素主要含有O、Si、C,检测到的其他金属元素主要有Pb、Zn、Cu等;(2)铜渣/H_2O_2类Fenton体系中,双氧水投加量、铜渣投加量、铜渣粒径、初始pH等条件的改变会影响H酸废水处理效果;H_2O_2投加量(n(H_2O_2)/m(COD))为0.055mmol/mg、n(H_2O_2)/m(铜渣)为10mmol/g和初始pH=3条件下,反应180min,COD及TOC去除率分别为70%和40%,出水金属浸出分析未超出《污水综合排放标准》,铜渣重复利用四次仍然具有一定的催化效果,COD的去除率仍然可以达到40%,对废水pH的调节作用会降低,该体系对棉浆黑液和活性红X-3B模拟染料废水均有较好的处理效果;(3)将铜渣与其他几种矿物催化剂及传统Fe~(2+)催化剂作对比,结果显示铜渣作为异相催化剂时,在强酸条件下是一种相较更加优良的催化剂,但其催化活性适应水环境pH的能力较弱,除此之外,黄铁矿、传统Fe~(2+)催化剂的适宜pH范围较广,在pH=1~3条件下,磁铁矿和铜渣则性能更优;
【图文】：

酸化,结构式,酸废水,废水

第二章实验材料与方法H 酸废水为江苏某染料工厂所产生解有机染料废水，该废水具有很强，该废水的水质如表 2-1，分子结表 2-1 H 酸废水主要指标Table 2-1 Main index of H acid wastewatODCrg·L-1）TOC（mg·L-1）分子式.5×1041.82×104C10H8O7NS2Na

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图 2-2 活性红 X-3B 化学结构式Fig 2-2 Chemical structure of reactive red X（2）铜渣实验所用铜渣取自湖北某铜冶炼厂的水淬炉渣，取自冶碎、研磨等工序，并用筛网筛选不同粒径的铜渣备用。（3）其他矿物实验所用其他天然矿物（黄铜矿、磁铁矿、黄铁矿）均矿提供，未进一步提纯，，所有矿物均过 100 目筛后备用。2.2 实验仪器与试剂本实验主要涉及铜渣的表征、废水处理过程中条件的调等工作，过程中涉及的主要实验仪器如表 2-3 所示，主要化表 2-3 实验仪器Table 2-3 The list of instruments名称型号
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703

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