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對(duì)苯二甲酸廢水的臭氧氧化處理技術(shù) 禹城廢水處理公司

文章出處:未知發(fā)表時(shí)間:2022-06-24 13:08:23

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  1、引言

 

  對(duì)苯二甲酸是生產(chǎn)聚酯纖維滌綸、塑料增塑劑、農(nóng)藥和染料等化工產(chǎn)品的原料或中間體。在最近的幾十年,一些廢水中含苯二甲酸的工業(yè)開(kāi)展迅猛,使對(duì)苯二甲酸的排放量也會(huì)有所提升。由于去離子水在對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)過(guò)程中作為主要的生產(chǎn)溶劑,用量特別大,所以廢水的排放量也會(huì)很大。對(duì)苯二甲酸廢水成分復(fù)雜,含有大量醋酸、對(duì)苯二甲酸、苯甲酸、間苯二甲酸、對(duì)甲基苯甲酸、對(duì)羥基苯甲醛及醋酸甲酯等。其中,含有的鏈狀化合物醋酸、醋酸甲酯的可生化性比擬好,而含有的苯環(huán)化合物對(duì)苯二甲酸、對(duì)甲基苯甲酸等的可生化性比擬差。因而,有效地降解廢水中的對(duì)苯二甲酸,是當(dāng)前工業(yè)廢水處理中亟待處理的一個(gè)問(wèn)題。

 

  近來(lái)有一種新的、在室溫和氣壓為1.01×105Pa降落解的辦法,能夠處置一些用臭氧不容易直接氧化的物質(zhì)。這種辦法就是催化臭氧氧化技術(shù)。催化劑在臭氧氧化過(guò)程中參加,不但能夠提升臭氧的應(yīng)用率,而且還能夠提升有機(jī)物的礦化度。依據(jù)催化臭氧化技術(shù)所用催化劑品種的不同,普通分為兩類:一類是均相催化臭氧氧化,另一類是非均相催化臭氧氧化。均相催化臭氧氧化催化劑普通為過(guò)渡金屬離子,例如Fe2+Mn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+Cu2+;非均相催化臭氧氧化普通是應(yīng)用固態(tài)金屬、金屬氧化物或負(fù)載在載體上的金屬或金屬氧化物作為催化劑。

 

  本文采用鈷錳尖晶石協(xié)同臭氧催化氧化法降解含對(duì)苯二甲酸廢水,使水質(zhì)達(dá)標(biāo)平安排放。并對(duì)其催化劑的制備實(shí)施研討,調(diào)查各影響要素對(duì)對(duì)苯二甲酸去除效果的影響,結(jié)合工業(yè)上的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題等選出最優(yōu)條件。

 

  2、實(shí)驗(yàn)辦法

 

  2.1 主要試劑和儀器

 

  主要試劑:硝酸錳溶液(50%)、硝酸鈷、對(duì)苯二甲酸、氫氧化鈉、碘化鉀、硫代硫酸鈉、氨水(28%),均為剖析純。

 

  主要儀器:馬弗爐、電恒溫鼓風(fēng)枯燥箱、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、臭氧發(fā)作器、循環(huán)水式多用真空泵、紫外分光光度計(jì)、電子天平。

 

  2.2 催化劑的制備

 

  首先在小燒杯中精確稱取10mL0.2mol/LMn(NO3)2溶液,移取8mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氨水,經(jīng)過(guò)滴加的方式參加硝酸錳;然后再將5mL0.2mol/LCo(NO3)2滴加到混合液中,磁力攪拌2h;最后在550條件下,在馬弗爐中煅燒6h。

 

  2.3 催化臭氧化實(shí)驗(yàn)

 

  (1)模仿對(duì)苯二甲酸廢水的制備:用移液管移取5mLNaOH溶液于小燒杯中;在天平上稱取0.1g對(duì)苯二甲酸固體溶解在NaOH溶液中,倒入1000mL的容量瓶中定容。在做實(shí)驗(yàn)之前,為確保實(shí)驗(yàn)儀器的清潔,先用蒸餾水清洗反響器,然后取出300mL倒入反響容器中。

 

  (2)稱取制備好的鈷錳尖晶石于反響容器中,控制溫度為25。

 

  (3)翻開(kāi)通風(fēng)櫥保證通風(fēng),防止臭氧擴(kuò)散。

 

  (4)翻開(kāi)氧氣瓶的總閥,再翻開(kāi)臭氧發(fā)作器一段時(shí)間,除去反響器里面的雜質(zhì)。調(diào)理轉(zhuǎn)子流量計(jì),使臭氧通量穩(wěn)定下來(lái),然后將閥門(mén)轉(zhuǎn)向左側(cè)的反響容器,使穩(wěn)定后的臭氧通入加催化劑的對(duì)苯二甲酸中。

 

  (5)每隔5min的時(shí)間取1次樣。

 

  (6)用紫外分光光度計(jì)測(cè)出每組實(shí)驗(yàn)的吸光度,進(jìn)而可計(jì)算出處置后的廢水濃度,計(jì)算其去除率。

 

  (7)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)肯定處置對(duì)苯二甲酸廢水的最優(yōu)反響條件。

 

  3、結(jié)果與討論

 

  3.1 催化劑投加量對(duì)催化反響的影響

 

  控制反響的初始條件為模仿對(duì)苯二甲酸廢水的pH值為8.0,臭氧通入量為40mg/min,以催化劑的投加量分別為2030、4050mg4組實(shí)驗(yàn)。每1組實(shí)驗(yàn)都是隔5min取樣1次,直到反響實(shí)施到25min。然后應(yīng)用紫外分光光度計(jì)測(cè)出吸光度,調(diào)查對(duì)對(duì)苯二甲酸廢水的催化降解效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

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  由圖1可知,催化劑投加量為40mg時(shí),對(duì)苯二甲酸去除率最高。

 

  3.2 溶液的pH值對(duì)催化反響的影響

 

  控制反響的初始條件為鈷錳尖晶石催化劑的投加量為20mg,臭氧通入量為40mg/min,以模仿對(duì)苯二甲酸廢水的pH值為7、89104組實(shí)驗(yàn),每1組實(shí)驗(yàn)都是每隔5min1次樣,直到反響實(shí)施到25min。然后應(yīng)用紫外分光光度計(jì)測(cè)出吸光度,調(diào)查對(duì)對(duì)苯二甲酸廢水的催化降解效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

 

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  由圖2可知,當(dāng)模仿廢水pH值為9時(shí),對(duì)苯二甲酸去除率最高。

 

  3.3 不同濃度臭氧通量對(duì)催化反響的影響

 

  控制反響的初始條件為鈷錳尖晶石催化劑的投加量為20mg,模仿對(duì)苯二甲酸的pH值為10,以臭氧通量為50、60、7080mg/min4組實(shí)驗(yàn),每1組實(shí)驗(yàn)都是每隔5min1次樣,直至反響實(shí)施到25min。然后應(yīng)用紫外分光光度計(jì)測(cè)出吸光度,調(diào)查對(duì)對(duì)苯二甲酸廢水的催化降解效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

 

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  由圖3可知,當(dāng)反響體系中臭氧通量為70mg/min時(shí),對(duì)二苯甲酸的去除率最大。

 

  3.4 催化劑循環(huán)運(yùn)用性實(shí)驗(yàn)

 

  在依照辦法步驟制備鈷錳尖晶石催化劑并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)之后,經(jīng)過(guò)循環(huán)水式多用真空泵將其實(shí)施抽濾回收。對(duì)回收之后的催化劑實(shí)施反復(fù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn),調(diào)查其循環(huán)運(yùn)用性,結(jié)果如圖4所示。

 

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  由圖4可知,鈷錳尖晶石催化劑的循環(huán)運(yùn)用性好,運(yùn)用次數(shù)對(duì)其催化效果的影響并不大。

 

  4、結(jié)語(yǔ)

 

  主要研討了鈷錳尖晶石催化劑在催化臭氧化對(duì)苯二甲酸廢水中的應(yīng)用及性能。同時(shí)對(duì)催化劑的最佳反響條件實(shí)施了挑選,優(yōu)化了催化劑的催化性能。同時(shí)對(duì)對(duì)苯二甲酸降解過(guò)程實(shí)施了動(dòng)力學(xué)剖析。

 

  (1)催化劑的制備條件為:8mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氨水滴加到10mL0.2mol/LMn(NO3)2中,不時(shí)攪拌溶液;5mL0.2mol/LCo(NO3)2滴加到混合液中,磁力攪拌2h;在馬弗爐中550下煅燒6h,制得鈷錳尖晶石。

 

  (2)催化臭氧化實(shí)驗(yàn)。影響實(shí)驗(yàn)催化效能的要素思索了模仿對(duì)苯二酸廢水的pH值、催化劑的投加量及臭氧通量。經(jīng)過(guò)鈷錳尖晶石催化劑的實(shí)驗(yàn),并經(jīng)計(jì)算,得到影響實(shí)驗(yàn)催化效能的要素的強(qiáng)弱為鈷錳尖晶石的投加量、模仿對(duì)苯二甲酸的pH值臭氧通量。對(duì)最優(yōu)的條件組合實(shí)施了實(shí)驗(yàn)并得出當(dāng)催化劑的投加量為40mg,模仿對(duì)苯二甲酸廢水的pH值為9,臭氧通量為70mg/min時(shí),催化劑的催化效能到達(dá)最優(yōu),對(duì)苯二甲酸廢水的去除率高達(dá)98%以上,而且具有較佳經(jīng)濟(jì)性。催化劑反復(fù)實(shí)驗(yàn)標(biāo)明,回收后的催化劑,再次實(shí)施運(yùn)用時(shí),催化效果仍較顯著,鈷錳尖晶石催化劑的反復(fù)運(yùn)用性良好。