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染料废水具有成分复杂、浓度高、色度高、可生化性差等特点,严重危害生态环境和人体健康,是典型的难处理、难降解的工业废水。常规的物理法、化学法和生物法难以满足处理的要求,催化氧化法利用催化剂降低反应的活化能,在常温常压下加快反应速率,提高反应效率,对处理染料废水具有很好的效果。利用催化氧化法处理染料废水,具有反应条件温和、操作简单、投资少等特点,具有重要的工业应用前景。 分别采用5组不同特性活性炭,以浸渍法制备非均相催化剂Fe2O3-Ni2O3/AC。通过氮吸附-脱附、XRD、SEM等方法表征,研究活性炭的孔径和比表面积对催化剂性能的影响。结果表明,椰壳制活性炭具有较多的中孔及合适的比表面积,制备的催化剂活性最高。通过对活性组分Ni2O3及助剂Fe2O3负载量、焙烧温度对催化剂分解NaClO影响的研究,得到了最优的制备条件:Ni2O3负载量12w t%、Fe2O3负载量2wt%、焙烧温度350℃。 在Fe2O3-Ni2O3/AC协同NaClO催化氧化处理染料废水实验中,通过正交实验分析和单因素实验分析得出催化氧化法处理染料废水最佳工艺条件。 1-氨基蒽醌废水处理中,pH=12、NaClO投放量为6 g·L-1、催化剂投放量为20 g·L-1及反应温度为30℃的实验条件下,1-氨基蒽醌废水COD去除率达到85.1%,脱色率达到96.5%。通过对1-氨基蒽醌废水处理前后进行FT-IR表征分析,得出经过Fe2O3-Ni2O3/AC催化剂与NaClO协同作用处理后的1-氨基蒽醌废水中有机物含量明显下降。 刚果红废水处理中,pH=7、NaClO投放量为25 g·L-1、催化剂投放量为20 g·L-1及反应温度为30℃,刚果红废水COD去除率达到58.8%,脱色率达到97.9%。通过对刚果红废水处理前后进行FT-IR表征分析,得出Fe2O3-Ni2O3/AC催化剂与NaClO协同作用处理后,刚果红化学式中的苯环发生断裂,形成小分子有机物,有利于后续生化处理。 从技术可行性上对Fe2O3-Ni2O3/AC协同NaClO催化氧化染料废水进行综合分析,得出蒽醌染料废水处理方法可行,偶氮染料废水处理需进行进一步的去COD处理。 在此基础上,本论文也对催化剂的使用寿命、再生对催化剂活性影响进行了初步的探讨。实验结果表明,通过焙烧法对催化剂进行再生,再生后活性与新生催化剂相近。表明Fe2O3-Ni2O3/AC催化剂具有工业应用前景。