二氧化氯催化氧化处理废水和催化剂的研究
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摘要
二氧化氯作为一种水处理药剂因其优良的性能已被广泛的应用于水处理领域，利用二氧化氯的强氧化性处理难降解废水是其在水处理中的主要用途之一。
本论文主要研究了二氧化氯催化氧化处理难降解废水技术中催化剂的制备，筛选了两种催化剂载体和两种活性组分，分别对直接大红4B染料废水和酸性大红GR染料废水的二氧化氯化学氧化体系和二氧化氯催化氧化体系进行了经济技术比较。实验结果表明，本阶段主要研究的2#催化剂制备最优条件为：催化剂焙烧温度500℃～550℃、焙烧时间5h，浸渍液浓度为4％。单纯二氧化氯化学氧化处理COD为3500mg/L的直接大红4B染料废水时，COD去除率可达85％以上，去除每公斤COD的药剂费用为1.78元；催化氧化处理直接大红4B染料废水的COD去除率达到96％以上，药剂费用在2.30元左右。单纯二氧化氯化学氧化处理COD为3500mg/L的酸性红GR染料废水时，COD去除率可达50％，去除每公斤COD的药剂费用为7.65元；催化氧化处理酸性红GR染料废水的COD去除率达到80％以上，药剂费用在3.50元左右。
此外，本论文对催化剂寿命、再生方法与二氧化氯催化氧化机理进行了初步的研究，研究表明二氧化氯催化氧化法是一种新型高效的处理难降解废水的技术，有着广阔的应用前景。
As a kind of water treatment medicament, chlorine dioxide (ClO2) is wildly used in water treatment field because of its excellent functions. Utilizing its strong oxidizability to treat refractory wastewater is one of the primary uses of ClO2 in water treatment.
The preparation of catalyst of ClO2 catalytic oxidation, Cl
O2 chemical oxidation system and ClO2 catalytic oxidation system of Acid Brilliant Scarlet GR and Direct Scarlet were studied in this paper and also optimized two catalyst carriers and two kinds of catalyst carrier. The results showed that 4% dip-liquid , 300℃~350℃ and 2 hours of calcinations were the best preparation conditions for catalysts 2#. The COD removal ratio exceeded 85%, the cost of oxidant removing 1kg COD was 1.78, when treating Direct Scarlet dyestuf f wastewater, the COD of which was 3500mg/L, by ClO2 chemical oxidation; by ClO2 catalytic oxidation the COD removal ratio exceeded 96%, the cost of oxidant removing lkg COD was about ?. 30. The COD removal ratio exceeded 50%, the cost of oxidant removing lkg COD was ?. 65, when treating Direct Scarlet dyestuff wastewater, the COD of which was 3500mg/L, by ClO2 chemical oxidation; by ClO2 catalytic oxidation the COD removal ratio exceeded 80%, the cost of oxidant removing 1kg COD was 3.72
.
Catalyst life, catalyst recovery and mechanism of ClO2 catalytic oxidation were elementarily developed. The study illuminated that ClO2 catalytic oxidation was an efficient method to treat refractory wastewater and it had a broad prospect.
本论文主要研究了二氧化氯催化氧化处理难降解废水技术中催化剂的制备，筛选了两种催化剂载体和两种活性组分，分别对直接大红4B染料废水和酸性大红GR染料废水的二氧化氯化学氧化体系和二氧化氯催化氧化体系进行了经济技术比较。实验结果表明，本阶段主要研究的2#催化剂制备最优条件为：催化剂焙烧温度500℃～550℃、焙烧时间5h，浸渍液浓度为4％。单纯二氧化氯化学氧化处理COD为3500mg/L的直接大红4B染料废水时，COD去除率可达85％以上，去除每公斤COD的药剂费用为1.78元；催化氧化处理直接大红4B染料废水的COD去除率达到96％以上，药剂费用在2.30元左右。单纯二氧化氯化学氧化处理COD为3500mg/L的酸性红GR染料废水时，COD去除率可达50％，去除每公斤COD的药剂费用为7.65元；催化氧化处理酸性红GR染料废水的COD去除率达到80％以上，药剂费用在3.50元左右。
此外，本论文对催化剂寿命、再生方法与二氧化氯催化氧化机理进行了初步的研究，研究表明二氧化氯催化氧化法是一种新型高效的处理难降解废水的技术，有着广阔的应用前景。
As a kind of water treatment medicament, chlorine dioxide (ClO2) is wildly used in water treatment field because of its excellent functions. Utilizing its strong oxidizability to treat refractory wastewater is one of the primary uses of ClO2 in water treatment.
The preparation of catalyst of ClO2 catalytic oxidation, Cl
O2 chemical oxidation system and ClO2 catalytic oxidation system of Acid Brilliant Scarlet GR and Direct Scarlet were studied in this paper and also optimized two catalyst carriers and two kinds of catalyst carrier. The results showed that 4% dip-liquid , 300℃~350℃ and 2 hours of calcinations were the best preparation conditions for catalysts 2#. The COD removal ratio exceeded 85%, the cost of oxidant removing 1kg COD was 1.78, when treating Direct Scarlet dyestuf f wastewater, the COD of which was 3500mg/L, by ClO2 chemical oxidation; by ClO2 catalytic oxidation the COD removal ratio exceeded 96%, the cost of oxidant removing lkg COD was about ?. 30. The COD removal ratio exceeded 50%, the cost of oxidant removing lkg COD was ?. 65, when treating Direct Scarlet dyestuff wastewater, the COD of which was 3500mg/L, by ClO2 chemical oxidation; by ClO2 catalytic oxidation the COD removal ratio exceeded 80%, the cost of oxidant removing 1kg COD was 3.72
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Catalyst life, catalyst recovery and mechanism of ClO2 catalytic oxidation were elementarily developed. The study illuminated that ClO2 catalytic oxidation was an efficient method to treat refractory wastewater and it had a broad prospect.
引文
1．孙锦宜、林西平．环保催化材料与应用．第一版．北京：化学工业出版社，2002
2. Ralph W. Mstthews. Photo-Xidation of Organic Material in Aqueous Suspension of Titanium Dioxide. Water Research. 1986,20(5):569～578
3. Ann Lorette Prden and Dovid F. Ollis. Degration of Chloroform by Photoassisted Heterogeneous Catalysis in Dilute Aqueous Suspension of Titanium Dioxide. Enoiron. Sci..Technol.1983, (17),628～631
4．王亚明等．有机废水催化氧化处理的研究进展．化工环保，1999，19(3)：145～147
5．钟理，张浩．催化氧化法降解废水过程．现代化工，1999，19(5)：16～19
6．陈英等．非均相催化氧化过程降解废水的技术进展．化工进展，1999，(5)：26～27，34
7．严莲荷等．湿式催化氧化法在处理分散染料废水中催化剂的选择和试验条件的优化．工业水处理，2000，20(11)：22～24
8. Pignate]lo JJ. Complete Oxidation of 2,4-D By Tengon' s reagent Environ. Sci. Technol. 1999,24:378～381
9．黄华等．复合催氧化法处理生物难降解新有机废水．南京大学学报，1995，31(2)：248～152
10．傅学起等．催化氧化法处理绿磺隆农药废水．水处理技术，1997，23(2)：115～119
11．刘春英等．载铜活性炭催化氧化深度降解石油污水中的COD．工业水处理，2001，21(4)：19～22
12．栾和林．二氧化氯在饮用水处理上的应用．水处理技术，1989，15(3)，174～179
13．郭子仪．二氧化氯的分子结构．化学通报，1984，(5)：51～53
14．[美]小沃尔特. J. 韦伯．水质控制物理化学方法．第1版．北京：建筑工业出版社，1980
15．黄君礼．新型消毒剂二氧化氯处理饮用水的研究．环境科学丛刊，1992，13(1)：1～11
16．黄君礼．二氧化氯和液氯消毒饮用水致突变性的比较．环境化学，1998，17(4)：381～386
17．赵振业等．二氧化氯在煤气废水处理中的应用．中国给水排水，2001，17(7)
18．李金成等．二氧化氯处理高浓度含氰废水的工程实践．给水排水．2001．27(6)：37～39
19．徐锡彪等．对氨基苯甲醚废水处理．环境污染与防治．2001，23(3)：134～135
20．岳钦艳等．二氧化氯处理苯酚和甲醛废水的研究．山东环境，1998，(3)：3～5
21．王福祥等．二氧化氯在印染废水处理中的应用．环境导报，1998，(6)：17～19
22．汪大犟，雷乐成．水处理新技术及工程设计．第1版．北京：化学工业出版社，2001
23．贺启坏等．二氧化氯催化氧化处理酸性大红染料废水研究．污染防治技术，2002，15(2)：9～10
24．黄仲涛．工业催化．第1版．北京：化学工业出版社，1994
25．杨新玮、罗钰言、李锦簇等．化工产品手册(染料及有机染料)．北京：化学工业出版社，1999
26．孙锦宜、林西平．环保催化材料与应用．笫一版．北京：化学工业出版社，2002
27．徐锡彪等．高浓度有机化工废水处理新技术—催化氧化．环境保护，2001(3)：17～18
28．谢冰．超声波作用下有机污染物的降解．水处理技术，2002，26(2)：114～118
29．时红．水质分析方法与技术．第1版．北京：地震出版社，2001
30．魏复盛等．水和废水监测分析方法指南(中册)．第1版．北京：中国环境科学出版社，1994
31．魏复盛．水和废水监测分析方法．第3版．北京：中国环境科学出版社，1997
32．贺启环、方华、王琼．二氧化氯催化氧化处理难降解废水技术的研究．环境污染治理技术与设备．
33．雷乐成、江大翚．水处理高级氧化技术．第一版．北京：化学工业出版社，2001
34．贺启环、方华、王琼．二氧化氯催化氧化用催化剂的制备与应用．复旦大学学报．
35．方华．二氧化氯催化氧化处理难降解废水技术的研究(D)
2. Ralph W. Mstthews. Photo-Xidation of Organic Material in Aqueous Suspension of Titanium Dioxide. Water Research. 1986,20(5):569～578
3. Ann Lorette Prden and Dovid F. Ollis. Degration of Chloroform by Photoassisted Heterogeneous Catalysis in Dilute Aqueous Suspension of Titanium Dioxide. Enoiron. Sci..Technol.1983, (17),628～631
4．王亚明等．有机废水催化氧化处理的研究进展．化工环保，1999，19(3)：145～147
5．钟理，张浩．催化氧化法降解废水过程．现代化工，1999，19(5)：16～19
6．陈英等．非均相催化氧化过程降解废水的技术进展．化工进展，1999，(5)：26～27，34
7．严莲荷等．湿式催化氧化法在处理分散染料废水中催化剂的选择和试验条件的优化．工业水处理，2000，20(11)：22～24
8. Pignate]lo JJ. Complete Oxidation of 2,4-D By Tengon' s reagent Environ. Sci. Technol. 1999,24:378～381
9．黄华等．复合催氧化法处理生物难降解新有机废水．南京大学学报，1995，31(2)：248～152
10．傅学起等．催化氧化法处理绿磺隆农药废水．水处理技术，1997，23(2)：115～119
11．刘春英等．载铜活性炭催化氧化深度降解石油污水中的COD．工业水处理，2001，21(4)：19～22
12．栾和林．二氧化氯在饮用水处理上的应用．水处理技术，1989，15(3)，174～179
13．郭子仪．二氧化氯的分子结构．化学通报，1984，(5)：51～53
14．[美]小沃尔特. J. 韦伯．水质控制物理化学方法．第1版．北京：建筑工业出版社，1980
15．黄君礼．新型消毒剂二氧化氯处理饮用水的研究．环境科学丛刊，1992，13(1)：1～11
16．黄君礼．二氧化氯和液氯消毒饮用水致突变性的比较．环境化学，1998，17(4)：381～386
17．赵振业等．二氧化氯在煤气废水处理中的应用．中国给水排水，2001，17(7)
18．李金成等．二氧化氯处理高浓度含氰废水的工程实践．给水排水．2001．27(6)：37～39
19．徐锡彪等．对氨基苯甲醚废水处理．环境污染与防治．2001，23(3)：134～135
20．岳钦艳等．二氧化氯处理苯酚和甲醛废水的研究．山东环境，1998，(3)：3～5
21．王福祥等．二氧化氯在印染废水处理中的应用．环境导报，1998，(6)：17～19
22．汪大犟，雷乐成．水处理新技术及工程设计．第1版．北京：化学工业出版社，2001
23．贺启坏等．二氧化氯催化氧化处理酸性大红染料废水研究．污染防治技术，2002，15(2)：9～10
24．黄仲涛．工业催化．第1版．北京：化学工业出版社，1994
25．杨新玮、罗钰言、李锦簇等．化工产品手册(染料及有机染料)．北京：化学工业出版社，1999
26．孙锦宜、林西平．环保催化材料与应用．笫一版．北京：化学工业出版社，2002
27．徐锡彪等．高浓度有机化工废水处理新技术—催化氧化．环境保护，2001(3)：17～18
28．谢冰．超声波作用下有机污染物的降解．水处理技术，2002，26(2)：114～118
29．时红．水质分析方法与技术．第1版．北京：地震出版社，2001
30．魏复盛等．水和废水监测分析方法指南(中册)．第1版．北京：中国环境科学出版社，1994
31．魏复盛．水和废水监测分析方法．第3版．北京：中国环境科学出版社，1997
32．贺启环、方华、王琼．二氧化氯催化氧化处理难降解废水技术的研究．环境污染治理技术与设备．
33．雷乐成、江大翚．水处理高级氧化技术．第一版．北京：化学工业出版社，2001
34．贺启环、方华、王琼．二氧化氯催化氧化用催化剂的制备与应用．复旦大学学报．
35．方华．二氧化氯催化氧化处理难降解废水技术的研究(D)