基于多相掺杂催化剂的化工园区污水厂尾水臭氧深度处理技术的研究

摘要

化工园区混合污水成分复杂，难降解污染物含量高、水质波动大，对其进行处理并达标排放具有很高的难度，目前应用前景较为广泛的是臭氧氧化深度处理工艺，因此，本文通过制备新型多相掺杂臭氧催化剂对化工园区混合废水污染物进行去除。
　　本文以Pr(NO3)3、Mn(NO3)2、Ce(NO3)2为前驱体，通过初湿浸渍法制备了一系列催化剂，用于臭氧催化氧化。在选择制备工艺时进行了多种方法对比，最终采用浸渍法制备MnO2/Pr2O3/CeO2多相掺杂催化剂。
　　通过对某化工园区二级出水COD和UV254的去除效率的影响，得出新型多相掺杂臭氧催化剂制备的最佳工艺，并进行扫描电镜(SEM)、物相分析（XRD）和比表面积分析(BET)，通过实验得出催化剂最优制备方法:催化剂活性组分Mn、Pr、Ce质量比1∶5∶2，按照此比例配制浸渍溶液，陶粒浸渍时间10h;马弗炉焙烧浸渍后的陶粒，温度500℃，焙烧时间5h，其对某化工园区二级出水COD和UV254的去除效率最高。
　　采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)物相分析以及比表面积分析(BET)对制备的催化剂进行表征，在该条件下的表现出最优的形貌特征。
　　在确定最佳多相掺杂MnO2/Pr2O3/CeO2催化剂的基础上，针对苏州相城区化工园区黄桥污水处理厂二级出水，Fenton氧化破络、单独臭氧氧化以及催化臭氧氧化对重金属的破络进行对比，得出催化臭氧氧化破络可行性较高，并探究了臭氧氧化的工艺参数对破络的影响;同时针对丹北镇化工园区后巷污水处理厂二级生化出水和洪泽化工园区高色度废水进行应用研究，对丹北镇后巷污水处理厂二级生化出水探讨了COD去除率的影响，得到50％回流出水对COD去除具有较好的效果，对洪泽高色度废水臭氧催化氧化，COD值100以下去除率可以达到32.9％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

2．1 实验试剂和仪器

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

第二章 实验材料与方法

2．2 多相掺杂MnO2／Pr2O3／CeO2催化剂的制备

2．2．1 催化剂陶粒粒径的确定

2．3 多相掺杂MnO2／Pr2O3／CeO2催化剂的表征方法

2．3．3 多相掺杂MnO2／Pr2O3／CeO2催化剂的比表面积分析(BET)

2．3．4 多相掺杂MnO2／Pr2O3／CeO2催化剂的傅里叶转换红外光谱(FT-IR)

2．4 实验过程与方法

2．4．1 臭氧催化氧化废水的实验过程

2．4．2 臭氧进气浓度的调节

2．4．3 臭氧投加量的调节

2．4．4 废水pH的调节

2．5 实验水质检测分析方法

第三章 多相掺杂MnO2／Pr2O3／CeO2催化剂的制备、表征与工艺优化

3．1 多相掺杂MnO2／Pr2O3／CeO2催化剂的制备

3．2 催化剂的表征

3．2．1 催化剂X射线衍射(XRD)表征分析

3．2．2 催化剂扫描电镜(SEM)表征分析

3．2．3 催化剂傅里叶转换红外光谱(FT-IR)表征分析

3．2．4 催化剂比表面积测定(BET)表征分析

3．3 多相掺杂MnO2／Pr2O3／CeO2催化剂的制备工艺优化

3．3．1 浸渍液活性组分的比例对催化剂活性的影响

3．3．2 焙烧温度对催化剂活性的影响

3．3．3 焙烧时间对催化剂活性的影响

3．3．4 最优多相掺杂MnO2／Pr2O3／CeO2催化剂的催化效果

3．4 本章小结

第四章 多相掺杂MnO2／Pr2O3／CeO2催化剂实际应用

4．1．1 单独化学沉淀法去除重金属

4．1．2 Fenton氧化破络+化学沉淀去除重金属

4．1．3 催化臭氧氧化破络+化学沉淀去除重金属

4．1．4 单独臭氧氧化破络+化学沉淀去除重金属

4．2 催化臭氧氧化对丹北化工园区污水厂二级出水污染物的去除效果

4．2．1 臭氧催化氧化对丹北后巷污水厂二级出水COD去除的影响

4．3 臭氧催化氧化对洪泽高色度废水COD去除的影响

4．4 本章小结

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

作者简介与研究成果

致谢