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石化废水臭氧催化氧化中非均相催化剂的比选机制研究

发布时间:2021-09-05 03:50
  石化废水组成复杂,可生化性差,是典型的有毒难降解工业废水。2017年《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571-2015)开始实施后,我国石化污水处理厂迎来了一次集中处理技术升级,其中大多采用了以臭氧/臭氧催化氧化为核心的深度处理工艺。催化剂作为此工艺的核心,极大程度上决定着废水的处理效果。因此,根据废水的水质,选择高效催化剂并建立筛选的准则具有重要意义。本文以北方某石化污水处理厂二级出水为研究对象,采用A、B、C、D四种具有代表性的市售非均相催化剂,对其吸附、催化性能以及工程经济性进行比选研究,探究了不同催化剂对有机物去除的差异性及原因,并依此建立了催化剂的比选机制,为催化剂的选择指明了方向。本研究从吸附平衡时间、饱和吸附量和吸附速率等多方面考量,对催化剂的吸附性能进行比选研究。试验结果表明,反应120 min后A、B、C、D四种催化剂饱和TOC吸附量分别为4.86、1.80、5.76、7.57 mg/L,在10 min内吸附速率从高到低依次为A>D>C>B,吸附平衡时间分别为30 min、90 min、60 min、90 min。由此可见,A、D催化剂的吸附... 

【文章来源】:郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】:81 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

石化废水臭氧催化氧化中非均相催化剂的比选机制研究


臭氧的氧化机理图

臭氧,催化氧化,均相,机理


1引言7于环境的pH,而其吸附能力则取决于有机物的极性,极性强的有机物质易被吸附到金属氧化物表面,当催化剂表面存在疏水点位时,非极性有机物也可被吸附。负于载体上的金属或金属氧化物也可将臭氧分解为羟基自由基。其中明确的机理尚不清楚。但Legube等的研究提供了两种可能的途径:第一种为有机分子吸附在催化剂表面,然后其被臭氧或羟基自由基氧化,最后氧化产物解吸;第二种为臭氧氧化产生羟基自由基并吸附有机物质,通过电子转移使其氧化产物同时解吸[38]。Fonatnier等在2005年发表了一篇阐述臭氧催化氧化机理的论文,但是该论文所涉及到的催化剂的细节成分尚不清楚。该研究指出金属或金属氧化物与臭氧会生成一种络合物,随后这种络合物与溶液中有机物质进行反应,在此过程中没有注意到有羟基自由基的产生[39]。这表明臭氧催化氧化并不一定依赖于羟基自由基的产生。综上,在非均相臭氧催化氧化中当至少达到一条下列条件时,催化作用才会出现:(1)臭氧吸附在催化剂表面;(2)有机分子吸附在催化剂表面;(3)臭氧和有机分子同时被吸附在催化剂表面上。具体反应机理图由图1.2[18]所示。图1.2非均相臭氧催化氧化机理图

技术路线图,臭氧,催化剂,石化


1引言11图1.3技术路线图1.4创新点(1)选取了四种具有代表性的市售臭氧非均相催化剂,通过吸附性能、氧化影响因素、结构组成表征、亲疏水性有机物去除、工程经济性等方面,系统研究了石化废水二级出水的臭氧催化氧化效能,明确了非均相臭氧催化剂筛选的主要程序,并提出了适用于石化废水深度处理的臭氧催化剂的应具特征。(2)采用响应面法,从臭氧投加量、催化剂投加量、水样初始pH、反应温度、反应时间、TOC去除情况等方面,获得了四种催化剂催化臭氧氧化的优化反应条件,比较说明了其对石化废水二级出水的催化氧化效果差异,并将其作为催化剂性能优劣的考量因素。(3)借助大孔径XAD-8树脂分级方法,从有机物亲疏水性归类的角度,结合石化废水中单独臭氧氧化难矿化的亲水性组分重点去除的理念,探究具有组成复杂特性的实际废水在臭氧催化氧化中的处理特性,并将其作为催化剂性能优劣的考量因素。

【参考文献】:
期刊论文
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博士论文
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[2]甲醛脱除的等离子体催化新过程与O3催化氧化[D]. 赵德志.大连理工大学 2012

硕士论文
[1]吸附及臭氧氧化联用处理煤化工废水生化出水试验研究[D]. 唐安琪.哈尔滨工业大学 2014
[2]吸附—臭氧氧化处理对硝基苯酚废水[D]. 孙秋红.大连理工大学 2011



本文编号:3384613

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