煤化工企業(yè)耗水量大，發(fā)生的廢水量也巨大。廢水成分復(fù)雜，總?cè)芙夤腆w(TDS)含量較高， COD含量一般在2000~4000 mg/L之間，這種高濃度、難降解含鹽廢水的低成本深度處理，是工業(yè)環(huán)保發(fā)展的技能瓶頸。煤化工含鹽廢水中有機(jī)物的處理技能主要有物理化學(xué)辦法、生物法、焚燒法等。其間，生化法對此類廢水直接處理一般難以奏效，通常采用混凝、活性炭吸附、高檔氧化等辦法處理?；钚蕴课綄τ袡C(jī)物的去除作用顯著，但吸附容量有限，飽和后難以再生，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高。近年來，高檔氧化技能，如電催化、光催化氧化、芬頓氧化及臭氧催化氧化等在工業(yè)廢水深度處理中得到廣泛使用。其間，臭氧催化氧化是比較熱門的高檔氧化技能，具有處理設(shè)備簡略、去除率高和無二次污染等優(yōu)點(diǎn) ]。與電解法、芬頓法比較，避免了很多污泥的發(fā)生，工藝簡略。作為一種高檔氧化工藝越來越遭到人們的關(guān)注。

催化劑作為臭氧催化氧化廢水處理反響體系中的要害構(gòu)成部分，其功能決定著有機(jī)物的去除作用。國內(nèi)外報(bào)導(dǎo)的臭氧催化氧化技能中觸及的催化劑大部分是過渡金屬氧化物，其間錳系氧化物由于在反響過程中表現(xiàn)出去除率相對較高的催化功能、可催化降解的有機(jī)物品種多、功能穩(wěn)定等優(yōu)勢，得到了較廣泛的研討和使用。經(jīng)過對催化劑制備條件及工藝條件的優(yōu)化，將 MnO2 負(fù)載于Al 2O3 顆粒上，用于處理實(shí)際化工廢水，其 COD去除作用比獨(dú)自臭氧分解進(jìn)步30%； Ma等用氧化沉淀法制備出中孔徑 Mn-Co-Fe-O多金屬催化劑，對硝基酚的降解率 1 h后達(dá)到100%。但文獻(xiàn)中報(bào)導(dǎo)的催化劑處理的廢水多為試驗(yàn)室配制的單一組分廢水或某種低 COD濃度的工業(yè)廢水，關(guān)于COD在 1000 mg/L以上、且含有高鹽的工業(yè)廢水水樣研討尚顯不足。此外，針對含鹽廢水中較高的 SO 2?4

含量對COD去除的影響分析較少。

試驗(yàn)部分

主要試劑與儀器

商用催化劑，其間催化劑A和 B呈球狀，催化劑C呈不規(guī)則顆粒狀，尺寸 3~5 mm (直徑))。試驗(yàn)用水為寧夏某煤化工企業(yè)廢水處理工藝的結(jié)晶母液，廢水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入膜系統(tǒng)濃縮，濃縮液蒸發(fā)結(jié)晶后發(fā)生的母液經(jīng)過催化氧化技能去除 COD。藥劑：硫酸鈉粉末、0.1 mol/L氫氧化鈉、 0.1 mol/L鹽酸。

玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)；玻璃柱反響器；臭氧發(fā)生器；臭氧濃度儀；COD消解、測試儀； TOC測試儀器；pH計(jì)。

催化劑的功能點(diǎn)評

敞開臭氧發(fā)生器，預(yù)熱30 min。將催化劑置于玻璃反響器中，參加 250 mL的廢水水樣，待吸附一段時(shí)間后，通入臭氧(氣體流量為 0.5 L/min，進(jìn)口臭氧濃度30 mg/L)，進(jìn)出口臭氧濃度經(jīng)過臭氧濃度儀測出，經(jīng)過改變臭氧反響時(shí)間來調(diào)理臭氧投加量。反響間隔 30 min后取5 mL水樣，用測試儀測試水中化學(xué)需氧量 COD。

水樣水質(zhì)分析

對試驗(yàn)所用的廢水水樣進(jìn)行了COD、 TDS、TOC、 pH等項(xiàng)目的分析，分析結(jié)果顯示，廢水中COD為 3005 mg/L，TOC為 1069 mg/L，TDS為 40,000 mg/L，pH為 7。依據(jù)煤化工廢水排放規(guī)范和回用水規(guī)范，該水質(zhì)嚴(yán)重不符合排放條件，COD和 TDS超高。濃水中COD以溶解性難降解有機(jī)物為主。

催化劑篩選與表征

臭氧催化氧化反響中催化劑的品種在很大程度上影響著整個(gè)反響的作用。不同催化劑的活性組分、載體品種不同，發(fā)生的催化作用也不同。為了確定臭氧催化氧化處理煤化工廢水過程中的最優(yōu)催化劑，在催化劑投加質(zhì)量1/2 填充高度(催化劑A 質(zhì)量140 g，催化劑B 質(zhì)量130 g，催化劑C 質(zhì)量102.5 g，水樣250 mL) ，pH為7.0 ，臭氧濃度為30 mg/L，反響時(shí)間為120 min 的條件下，調(diào)查不同催化劑對廢水中COD的去除率。在臭氧反響之前，預(yù)先吸附 30 min、60 min后別離取樣測定 COD，顯示，30 min和 1 h的吸附率接近，即30 min后三組催化劑都達(dá)到吸附平衡狀況，且三種催化劑對有機(jī)物的吸附去除率均低于 8%，吸附作用不明顯，對催化氧化去除率的影響較小。獨(dú)自臭氧反響2 h 對廢水中有機(jī)物的去除率為12.70%，而參加不同催化劑的催化氧化過程對 COD的去除作用有差異，催化劑A 、B、C 的去除率別離為53.07%、 38.27%、40.93% ，參加催化劑后廢水中COD的去除率明顯提高，其間催化劑 A對該水樣的去除作用最佳 。 催化劑A呈現(xiàn)了衍射峰 (2θ = 44.90~49.14, 65.13~70.59)的方位與規(guī)范圖畫JCPDS#13-0373 共同，表明存在γAl2 O3 。衍射峰(2θ = 40.86, 56.92)的方位符合規(guī)范圖畫 JCPDS#44-0141，表明存在MnO 2 晶體；衍射峰(2θ = 24.14, 33.14, 35.66, 43.35, 49.45, 54.06) 的方位與Fe2 O3 的規(guī)范峰的方位共同。因而，該催化劑中主要成分為 Fe2O 3 、MnO 2和Al 2 O3 ，其間Al2 O3 峰面積較大，占比重多，估測Al2 O3 為載體，Fe2 O3 和MnO2 雙金屬氧化物為A 的活性組分。此外，對催化劑B 和C的 XRD譜圖與 JCPDS規(guī)范譜圖比照后，結(jié)合購買信息估測主要成分別離為：催化劑 B的載體為氧化鋁，活性組分為 CuO；催化劑 C的載體為氧化硅，活性組分為活性炭、 Fe2 O 3。

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