催化氧化处理高浓度有机废水的研究与应用

【摘要】随着我国经济的发展和进步，印制板产业呈现出蓬勃发展的趋势。印制板产业在生产过程中产生大量的高浓度有机废水，所以必须对废水进行处理，使得废水达标后才能排放。催化氧化这种技术正被广泛应用于各种废水处理中。本文探讨了催化氧化方法及其应用。

【关键字】催化氧化；高浓度有机废水；应用

水资源是生命之源，对废水进行处理再排放，保护我国水资源的安全和质量十分重要。在探究催化氧化处理高浓度有机废水的研究中，本文利用萘酚绿和铬黑T来模拟替代废水，分别从四个因素（二氧化氯的用量、pH值、反应时间和催化剂的使用寿命）来考虑对废水处理的影响，以期为预测有机废水的降解规律以及工程实践提供依据。

1二氧化氯处理萘酚绿

1.1二氧化氯用量

取4g萘酚绿置于烧杯溶解后，配成2g/L的萘酚绿废水，研究二氧化氯用量对催化氧化效果的影响。设定pH值为1.2，取50ml萘酚绿模拟废水放入200ml的单口烧瓶中。第一组加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg、200mg的二氧化氯，直接氧化60分钟；第二组分别加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg、200mg二氧化氯和0.25gTi0?，催化氧化60分钟；第三组分别加入60mg、80mg、100mg，120mg、150mg、200mg二氧化氯和5gMn0?-Si0?，催化氧化30分钟。使用紫外可见分光光度计测定溶液吸光度测定降解率，实验结果表明二氧化氯量越多，去除率越高。

1.2pH值

在反应温度为298K，分别研究不同pH值萘酚绿的去除的影响。首先设置不同的pH值，分别是1.2、1.5、2.5、2.9、3.5，一共五组实验，选用萘酚绿来模拟废水，选取50ml的萘酚绿放入200ml的单口瓶中。第一组加入100mg的二氧化氯，直接进行氧化，氧化时间60分钟；第二组加入100mg的二氧化氯和0.25g的 Ti0?，催化氧化时间为60分钟；第三组加入50mg的二氧化氯和5gMnO?-SiO?，在pH=1.2的情况下催化氧化30分钟，同样方式计算它的去除率。

从实验可以看出，pH值越小，去除率越高。溶液的去除率随pH值的增大呈现逐渐下降的趋势。所以，利用二氧化氯来处理萘酚绿是要控制pH值，把pH值控制在1.5以下，同时对于Ti0?和MnO?–SiO?，要把pH值控制在2.5以下。当pH值为1.2时，实验的效果最好。催化氧化的去除率要优于直接氧化。

1.3反应时间

选用萘酚绿来模拟废水，取50ml的萘酚绿放入200ml的单口烧瓶中，在pH=1.2时，实验的反应时间分别为10min、20min、30 min、40 min、50 min、60 min，加入100mg的二氧化氯。第一组采取直接氧化的方式；第二组加入100mg二氧化氯和0.25gTi0?进行催化氧化；第三组加入100mg二氧化氯和5g Mn0?-Si0?进行催化氧化，之后计算去除率。

从实验结果中，我们可以知道直接氧化、Ti0?催化氧化， Mn0?-Si0?催化氧化三种不同方式的去除率都不相同。采用直接氧化的方式，在60min时，去除效果好，同样具有高效果的还有Ti0?催化氧化。但是采取Mn0?-Si0?方法，在30min时的去除效果远远比其他两种方法好。所以从实验中我们可以知道利用二氧化氯和Ti0?催化氧化的最佳去除率时间为60min，Mn0?-Si0?的最佳时间为30min。

2二氧化氯处理铬黑T

2.1二氧化氯用量

取5g铬黑T置于烧杯溶解后配比成2.5g/L铬黑T废水。实验一共分为四组，第一组选取100ml铬黑T模拟废水放入250ml的单口烧瓶中，设定pH为1.6，分别加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg的二氧化氯，采用直接氧化的方式，氧化时间为60分钟；第二组选取100ml铬黑T模拟废水放入250ml的单口烧瓶中，设定pH为1.6，分别加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg的二氧化氯和0.25gTi0?，采用催化氧化的方式，催化氧化的时间为60分钟；第三组选取100ml铬黑T模拟废水放入250ml的单口烧瓶中，设定pH为1.6，分别加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg的二氧化氯，采用催化氧化的方式，催化氧化的时间为60分钟；第四组取100ml经活性炭吸附处理后的铬黑T废水放入250ml的单口烧瓶中，设定pH为1.6，分别加入60mg、80mg、100mg、120mg、150mg、200mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?，之后计算它的去除率。实验结果表明随着二氧化氯量的增加，四种方法的去除率都是逐渐增大的。

2.2pH值

设定五种不同的pH值1.6、1.8、2.0、2.5、2.9来进行实验。第一组取100ml铬黑T放入250ml的单口燒瓶中，一组加入100mg的二氧化氯直接氧化60分钟；第二组取100ml铬黑T放入250ml的单口烧瓶中，加入100mg的二氧化氯和0.25g Ti0?催化氧化60min；第三组组取100ml铬黑T放入250ml的单口烧瓶中，加入100mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?进行催化氧化60分钟；第四组取100mL经活性炭吸附处理后的铬黑T放入250ml的单口烧瓶中，加入60mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?催化氧化60分钟。

从实验结果显示当pH值越小，去除率越大。随着pH值增大，去除率呈现下降的趋势。催化氧化比直接氧化的去除率要高，效果也更好。

2.3反应时间

取100ml铬黑T模拟废水放入250ml的单口烧瓶中，在pH=1.2的条件下，研究反应时间对铬黑T去除的影响。实验的反应时间分别为10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min。第一组加入100mg二氧化氯，直接进行氧化；第二组加入100mg二氧化氯和0.25gTi0?进行催化氧化；第三组加入100mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?进行催化氧化；第四组加入60mg二氧化氯和5g（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?进行催化氧化。

在反应前10min，催化氧化效果最好，去除率高。（Fe?0?、MnO?、Cu0）-Si0?催化剂能加快反应速度。反应时间60min以后，氧化反应逐渐平稳，去除率没有出现较大的变化。

3总结

通过以上研究，进一步了解催化氧化在处理高浓度有机废水上的重要作用。在控制好二氧化氯的使用量、设置好合适的pH值、把握处理的时间、注意催化剂的使用寿命等，有助于更好得解决废水处理问题，保护我国的水资源安全和生态环境。

【参考文献】

[1]陈女.高浓度有机废水催化氧化处理[J].广东化工，2011，38（7）：91-92.

作者简介：沙爽（1987.06-），女，民族：汉，籍贯：吉林省舒兰市，学历：研究生

专业：环境工程，研究方向：污水处理