真空紫外耦合化学氧化法降解有机废水
发布时间：2020-08-26 18:20
【摘要】：伴随着经济的高速发展,我国环境污染问题日趋严重,尤其是水污染,已经影响到了人民的身体健康和国民经济的正常发展。有机废水因为其组成成分复杂、起始COD高、可生化性差、副产物多等特点,一直是废水处理中的一个难点。有机类物质很多具有剧烈的毒性,未经处理排入水源将对环境造成巨大的灾害。因此,本文从抗生素类废水着手,采用了真空紫外耦合化学氧化法处理此类废水,对水杨酸废水的降解进行了初步降解实验,对阿莫西林模拟废水和乙腈废水进行了探究实验,并对乙腈废水的降解过程进行了放大,得到了满意的效果。在实验中,采用了真空紫外耦合湿式催化氧化(CWPO)工艺处理水杨酸废水。其中,CuO-ZnO-CoO/γ-Al_2O_3作为湿式催化剂,H_2O_2作为产生羟基自由基(·OH)的供氧剂。实验中采用FT-IR、XRD、SEM与EDS对催化剂进行了表征;降解实验中,以水杨酸降解率(%)、COD值(mg/L)及COD去除率(%)作为催化剂的活性的评价指标。探究了水杨酸废水浓度、催化剂使用量、溶液pH、H_2O_2用量、温度对耦合降解过程的影响,并获得了最优的实验条件。实验结果表明,CWPO/H_2O_2/VUV耦合工艺对水杨酸的降解能获得较高的降解效率,在10min内可以降解100%的水杨酸,在20min内可以去除98.48%的COD。同时,真空紫外耦合化学氧化法降解阿莫西林模拟废水和乙腈废水效果很好。其中,乙腈实际废水的降解是一个放热过程,降解过程受溶液pH的影响较小,影响COD去除率最大的因素为H_2O_2和催化剂用量;为了对乙腈废水进行放大实验,对CuO-ZnO-CoO/γ-Al_2O_3催化剂进行了成型,探究了成型后催化剂的使用寿命。实验结果表明,当废水处理量达到550L时,此时催化剂的效能受到一定的影响,催化剂的效能经活化后会得到恢复。乙腈废水的放大实验表明,耦合降解60min后,即可以将COD值为98400mg/L的乙腈废水降低至5672mg/L,此时COD去除率达到了94.23%,结果表明耦合降解作为高浓度有机废水的预处理手段效率高,能在较短的时间内可以降低废水的COD值。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：
图 3-1 湿式催化剂红外光谱图Fig. 3-1 FT-IR spectrum of the catalysts湿式催化剂经过 650℃灼烧后，FT-IR 光谱图如上所示。光谱上 1650cm-1 3800cm-1处出现吸收带[83-84]，这是由于湿式催化剂在测试之前吸收了少中的水分造成的。而在 592cm-1，744cm-1和 815cm-1的吸收是由 γ-Al2O3 键振动引起的[85]。然而，在图中并没有出现 CuO，ZnO 和 CoO 振动吸可以说明掺杂的金属氧化物在 γ-Al2O3表面分散均匀，没有进入到 γ-Al2中，同时因为量少不足以形成相应的晶型[86-87]。但是，随着 Cu，Zn 和 C素的加入，尽管在 592cm-1，744cm-1，和 815cm-1处的吸收振动没有明显，但是光谱图上还是有了比较明显的变化。 XRD 分析
第二章 实验过程与研究方法格衍射[89-90]。当将 CuO，ZnO 和 CoO 加入到 γ-Al2O3中，CuO[91-92]，ZnO[93-9oO[95]的衍射特征峰均未在 XRD 图上显现，XRD 图上变化较小。但是，在分析图中，可以看出 Cu，Zn 和 Co 明确存在，这说明 CuO，ZnO 和 Co-Al2O3上呈无定型分布，γ-Al2O3的晶型结构没有因为 Cu，Zn 和 Co 的引入到破坏。①
图 2-3 湿式催化剂的 SEM 分析：(A, a)γ-Al2O3，(B, b) CuO-ZnO/γ-Al2O3和(C, c)CuO-ZnO-CoO/γ-Al2O3Fig. 2-3 SEM images of the synthesized catalysts: (A, a)γ-Al2O3, (B, b) CuO-ZnO/γ-Al2O3and (C, c) CuO-ZnO-CoO/γ-Al2O3图 2-4 表明了 CuO-ZnO-CoO/γ-Al2O3的化学分布组成，可以看出 Cu，Zn 和Co 都成功地负载并较好地分散在 γ-Al2O3纳米颗粒的表面。300400500600700800Counts/cpsCuO-ZnO-CoO/ AI2O3OAIElement Wt% At%O 53.36 67.92Al 39.75 30.02Cu 3.31 1.25Zn 1.61 0.56Co 1.32 0.24
本文编号：2805528
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：
图 3-1 湿式催化剂红外光谱图Fig. 3-1 FT-IR spectrum of the catalysts湿式催化剂经过 650℃灼烧后，FT-IR 光谱图如上所示。光谱上 1650cm-1 3800cm-1处出现吸收带[83-84]，这是由于湿式催化剂在测试之前吸收了少中的水分造成的。而在 592cm-1，744cm-1和 815cm-1的吸收是由 γ-Al2O3 键振动引起的[85]。然而，在图中并没有出现 CuO，ZnO 和 CoO 振动吸可以说明掺杂的金属氧化物在 γ-Al2O3表面分散均匀，没有进入到 γ-Al2中，同时因为量少不足以形成相应的晶型[86-87]。但是，随着 Cu，Zn 和 C素的加入，尽管在 592cm-1，744cm-1，和 815cm-1处的吸收振动没有明显，但是光谱图上还是有了比较明显的变化。 XRD 分析
第二章 实验过程与研究方法格衍射[89-90]。当将 CuO，ZnO 和 CoO 加入到 γ-Al2O3中，CuO[91-92]，ZnO[93-9oO[95]的衍射特征峰均未在 XRD 图上显现，XRD 图上变化较小。但是，在分析图中，可以看出 Cu，Zn 和 Co 明确存在，这说明 CuO，ZnO 和 Co-Al2O3上呈无定型分布，γ-Al2O3的晶型结构没有因为 Cu，Zn 和 Co 的引入到破坏。①
图 2-3 湿式催化剂的 SEM 分析：(A, a)γ-Al2O3，(B, b) CuO-ZnO/γ-Al2O3和(C, c)CuO-ZnO-CoO/γ-Al2O3Fig. 2-3 SEM images of the synthesized catalysts: (A, a)γ-Al2O3, (B, b) CuO-ZnO/γ-Al2O3and (C, c) CuO-ZnO-CoO/γ-Al2O3图 2-4 表明了 CuO-ZnO-CoO/γ-Al2O3的化学分布组成，可以看出 Cu，Zn 和Co 都成功地负载并较好地分散在 γ-Al2O3纳米颗粒的表面。300400500600700800Counts/cpsCuO-ZnO-CoO/ AI2O3OAIElement Wt% At%O 53.36 67.92Al 39.75 30.02Cu 3.31 1.25Zn 1.61 0.56Co 1.32 0.24
【参考文献】
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本文编号：2805528
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