1、本科毕业设计环境工程杂多酸催化氧化处理印染废水研究OXIDATIONOFDYEINGWASTEWATERCATALYSEDBYSUPPORTEDHETEROPOLYACIDSI摘要【摘要】采用活性炭作为载体固载磷钼酸这种非均相催化体系研究了二氧化氯化学氧化体系与二氧化氯催化氧化体系在处理印染废水中的应用，重点研究了活性炭反应塔在二氧化氯作用下连续运行的状况。结果表明磷钼酸固载在活性炭上形成的固载型催化剂催化效果明显，能使酸性大红GR染料废水脱色率和COD去除率提高20左右；装有固载型催化剂的反应塔可以实现连续循环运行，载体由于氧化剂在其表面的反应而始终保持活性。【关键词】活性炭；二氧化氯；催化
2、氧化。杂多酸催化氧化处理印染废水研究IIOXIDATIONOFPRINTINGANDDYEINGWASTEWATERCATALYSEDBYSUPPORTEDHETEROPOLYACIDSABSTRACT【ABSTRACT】THECHLORINEDIOXIDECHEMICALOXIDATIONSYSTEMANDCLO2CATALYTICOXIDATIONSYSTEMWERESTUDIEDANDFOCUSEDONTHECONTINUOUSOPERATIONCONDITIONSOFACTIVATEDCARBONREACTIONCOLUMNUNDERTHEOXIDATIONOFTHECHLORINED
3、IOXIDEPHOSPHOMOLYBDATEWASUSEDASACATALYSTANDSUPPORTEDBYACTIVATEDCARBONINTHEEXPERIMENTALSYSTEMTHERESULTSSHOWTHATPHOSPHOMOLYBDATECATALYSTSUPPORTEDBYACTIVATEDCARBONHASOBVIOUSCATALYTICEFFECTS,IMPROVINGTHEACIDBRILLIANTSCARLETGRWASTERWATERDECOLORIZATIONRATIOANDTHECODREMOVALRATIOBYABOUT20,THEREACTIONTOWERFI
4、LLEDWITHPHOSPHOMOLYBDATESUPPORTEDBYACTIVATEDCARBONCANBEOPERATEDCONTINUOUSLY,THEACTIVATEDCARBONREMAINACTIVEASOXIDANTREACTINGONITSSURFACE【KEYWORDS】ACTIVATEDCARBON；CHLORINEDIOXIDE；CATALYTICOXIDATIONIII目录摘要IABSTRACTII目录III1引言12理论部分221杂多酸的催化作用222活性炭的结构与性能2221活性炭的结构2222活性炭的性能323活性炭负载杂多酸非均相催化剂的形成机理424二氧化氯的
5、理化性质425二氧化氯催化氧化原理526二氧化氯催化氧化工艺条件的控制527处理对象的选择63实验部分731废水与药剂的配制7311废水的配制7312氧化剂的配制7313催化剂的制备732实验方法7321二氧化氯化学氧化实验7322二氧化氯催化氧化实验733分析方法84实验结果与讨论941二氧化氯化学氧化酸性大红GR染料废水9411反应体系PH值对处理效果的影响9412反应时间的选择10413二氧化氯用量的选择1042活性炭吸附酸性大红GR染料废水试验1143磷钼酸/活性炭催化氧化酸性大红GR染料废水试验135结论15参考文献16致谢错误未定义书签。11引言随着工业的迅速发展,染料生产和印染排
6、放的废水对环境的危害日益严重。染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业，由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水组成。据统计,我国每生产1T染料排放废水约744M3,在印染加工过程中约有510的染料流入环境,染料分子中含有大量的苯环、萘环、氨基、偶氮等基团。印染生产中产生的废水水质和水量变化剧烈,色度高,成分复杂含有染料、浆料、助剂等有异味，有机物和无机盐含量高，对人体健康产生极大威胁。目前,染料废水的治理率不足30,多采用生物氧化法,但由于染料废水对生物菌种的生长具有抑制作用,可生化性能差，且染料分子较稳定,废水中仍会残留色度,合格率不足60，给中水回用带来困难，
7、一些试图采用超滤和反渗透工艺实现印染废水回用的工程，终因，进水水质问题而失败。近年来,备受关注的高级氧化技术ADVANCEOXIDATIONTECHNIQUES,AOTS处理染料废水的研究获得显著进展。该方法的原理在于运用辐射、催化剂,或同时与氧化剂结合,反应过程中产生活性极强的自由基,再通过自由基与有机化合物的加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿化。目前,以净化水体为目的的高级氧化技术多以紫外辐射为主,该方法对分解染料废水效果显著,但费用较高。因此,人们越来越关注节能、成本低的高级氧化法。杂多酸催化氧化作为一种高级氧化技术,固载型杂多酸处理印染废水具有降解完全、无二次污染、能耗和原
8、材料消耗低的优点。目前杂多酸多用于催化有机合成，而在处理废水中有机污染物方面鲜有研究。二氧化氯作为氯系氧化剂中氧化性最强的强氧化剂，近年已被人们广泛的应用于环保领域，二氧化氯催化氧化技术在电镀废水、含酚废水、煤焦油废水、煤气废水、高浓度含氰废水、对氨基苯甲醚废水、苯酚甲醛废水及印染废水的处理中均取得了较好的效果1。徐锡彪等人用二氧化氯催化氧化法处理COD在50003500OMG/L的染料废水和医药废水取得了较好的效果，可使COD的去除率达到85左右，色度的去除率达到96以上2。南京理工大学的贺启环等用二氧化氯催化氧化法处理酸性大红染料废水，反应最佳PH值为2左右，二氧化氯投加量为800MG/L
9、，反应60MIN时，C0D去除率可以达到80左右3。缪旭光等使用铁炭微电解二氧化氯催化氧化处理COD在150001800OMG/L的酮康吟废水，反应3OMIN，二氧化氯投加量为800OMG/L左右，COD去除率可达55以上，出水继续用SBR法进行处理，COD去除率可达99以上，完全可以达标排放4。本项研究的目的主要是利用CLO2对印染废水良好的脱色与去除COD特性，将杂多酸固载在活性碳上并填入催化反应塔，研究连续脱色和去除COD的效果，探索工业利用的新方法。宁波大学本科毕业设计（论文）系列表格2理论部分21杂多酸的催化作用杂多酸（HETEROPOLYACID，简称HPA）是一类含有氧桥的多核配
10、合物，具有类似于分子筛的笼形结构特征，是一类兼具酸型，氧化还原型的双功能催化剂。就通常的固体酸催化剂而言，化学反应都是在其二维表面进行的，而对于杂多酸催化剂，由于其具有高度水合的三级结构，使得HPA具有柔软性，体相内杂多阴离子之间有一定的空隙。可以吸收大量的极性分子进入固体的体相内反应，而使自身的体积膨大，这种状态在某些方面类似浓溶液介于固体和液体之间故被成为假液相（PSEUDOLIQUIDPHASE）。杂多酸是非常强的BRNSTED酸，其酸性远远超过其相应杂原子的简单无机酸的强度，其盐的酸性则比相应的杂多酸的酸性微弱，但仍表现为强的酸。杂多酸具有强酸性的最重要的原因来自球形HPA分子表面上的
11、低电荷密度，由于电荷是非定域的，质子的活动性相当大，因而有很强的BRNSTED酸性。此外，杂多酸的酸性可由中心原子、配位原子和平衡阳离子控制。通常杂多阴离子单位表面积上的电荷密度越小，酸性越强。杂多酸不仅具有强的BRNSTED酸位，而且也有LEWIS酸位。L酸位为弱酸位，B酸位为强酸位或中强酸位。但对大多数化学反应而言，总是在含相当量水的体系中进行的，因而在大多数情况下，其L酸位难以显示。杂多酸不仅具有酸性，还是很强的多电子氧化剂，极易氧化其它物质，使自身呈还原状态。它可以不连续地获得16个电子，而本身的阴离子结构不被破坏。杂多酸的氧化性通常表现在两方面，一是构成杂多酸阴离子的多原子能够不连续
12、地获得多个原子；二是由于各种不同金属氧键的存在，这些氧原子可通过各种途径转移到其它分子上。22活性炭的结构与性能221活性炭的结构活性炭作为优良的吸附剂广泛用于水处理方面。活性炭的结构包括晶格结构、孔隙结构和化学结构。孔隙结构对活性炭的吸附起着主导作用，而化学结构对其催化性能起着重要作用。活性炭中各个微粒间呈现宽为1010108M的裂缝和孔隙，可分为大孔、过渡孔和微孔。活性炭大孔的内表面能发生多层吸附，但通常它只起着作为吸附质分子进入吸附部位的通路作用；过渡孔在很多情况下和大孔作用相同，但它还能吸附不能进入微孔的大分子；活性炭的吸附作用大部分由微孔进行的，吸附量受微孔支配。活性炭除含有碳元素外
13、，还含有两种混合物一种是以化学键结合的元素，如氧和氢；另一种是3灰分。活性炭中类似石墨的炭微晶按“螺层形结构”排列，微晶间的交联形成了发达的孔隙结构。在活化反应过程中，孔隙表面一部分被烧掉，使活性炭的基本结构产生了缺陷，氧和其它杂原子吸附于这些缺陷上，因而使活性炭的表面上形成了各种有机官能团。对活性炭性质产生重要影响的主要是含氧官能团和含氮官能团。222活性炭的性能一、吸附性能由于活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，所以具有优良的吸附性能。在水处理过程中，活性炭对水中溶解的有机污染物，如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等都具有较强的吸附能力；而且对于生物法和化学法难以去除的有机化合
14、物，如色度、异臭、除草剂、杀虫剂及许多人工合成的有机化合物也有较好的去除效果。活性炭的孔隙结构是吸附性能的主要影响因素。活性炭的孔隙分布及各部位在吸附过程中所负担的作用见图1所示图1活性炭的吸附特性不仅受孔隙结构的影响，而且受表面化学性质的影响，活性炭表面上的各种有机官能团与吸附质发生化学作用，显示出活性炭在吸附过程中的选择吸附特性。二、物理化学稳定性活性炭在广泛应用的各种条件下可认为是相当稳定的。除非在非常强的氧化条件下以外，活性炭在水和其它溶剂中一般不溶解；而且活性炭能在PH范围很广的溶液和多种溶剂中进行反应而其本身性能不受影响；并能在限制氧的气体介质中进行高温再生。三、催化性能活性炭的催
15、化性能是基于其怎样的物理性质和化学性质，现在还不是很清楚，这是因为活性炭的构造极为复杂，并且电子系发达。但人们通过多年的实践和研究得知，很多金属和金属氧化物的催化活性取决于活性中心的存在，而活性中心大多是结晶的缺陷。活性炭中的微晶由大量的不饱和价键构成，这些不饱和价键具有类似于结晶缺陷的结构，因此使活性炭具有了催化活性。另外，活性炭的宁波大学本科毕业设计（论文）系列表格表面存在大量表面氧化物，包括酸性官能团、中性官能团和碱性官能团。这些官能团的存在也对其催化性能有重要的影响。四、优良的催化剂载体活性炭具有巨大的比表面积，为其成为催化剂载体提供了良好的条件；另外，以活性炭为载体的催化剂能在低温下
16、制得，例如，镍盐在活性炭上的负载，只要在350450就能进行，而在硅藻土上的负载，需要420450，在硅酸上则需550或更高；同时，活性炭具有良好的耐热性、耐酸性和耐碱性。因袭，它是一种优良的催化剂载体。23活性炭负载杂多酸非均相催化剂的形成机理利用杂多酸作为催化剂催化有机反应正在得到迅速的发展，但是均相杂多酸催化剂价格昂贵且较难回收，将其固载在高比表面的载体上是提高非均相反应催化效果的一种有效方法5。已研究过的载体有金属氧化物（如SIO2、AL2O3、MGO、TIO2）、活性炭6、沸石、酸性离子交换树脂等。与其它载体相比，活性炭的优势来自于高比表面积和宽范围的PH值稳定性。杂多酸和活性炭之间
17、存在很高的吸引力，负载后杂多酸不易从载体活性炭上脱落。关于杂多酸固载化的方法很多，如浸渍法、吸附法、共沉淀法、离子交换法、溶胶凝胶法等。不同的载体采用不同的固载方法，因为固载方法的选择直接影响到杂多酸与载体表面的固载牢度，进而影响催化剂的催化活性高低7。活性炭具有不规则的石墨结构，在300800下煅烧时，会产生酸性基团，而且活性炭有发达的细孔结构，这些细孔提供了巨大的比表面积8。活性炭还具有极为复杂的表面结构，杂多酸与活性炭之间的吸附过程受到很多因素的综合影响。活性炭对杂多酸的吸附包括两部分表面吸附和包藏吸附，总吸附量是两部分之和。表面吸附可以通过溶质质量平衡计算得到，包藏吸附则通过载体中保留
18、的溶液体积（即包藏体积）及溶质平衡浓度来计算。包藏吸附较为牢固，表面吸附不牢固。活性炭固载杂多酸的催化剂在避免腐蚀和污染问题的同时，又有催化活性高、选择性好等优点，因而它是新一代固体酸催化材料9。24二氧化氯的理化性质CLO2是在自然界中完全以单体游离基形式存在的少数化合物之一，熔点59，沸点11。CLO2蒸汽在外观和味道上酷似氯气，CLO2气体是中黄绿色气体，具有与氯气相似的刺激性气味，CLO2易溶于水，溶解于水中形成黄绿色的溶液，在水中的溶解度随着温度的上升略有下降，室温下位氯的5倍。它在水中不水解，也不聚合，在PH29范围内以一种溶解的气体存在，具有一定的挥发性。CLO2为奇电分子，没有
19、明显的二聚倾向，电子对呈平面三角形排布，CLO2分子的电子结构呈不饱和状态，在水中却不以二聚或多聚状态存在，这对CLO2在水中的迅速扩散是有利的。CLO2对光敏感，5见光分解，因此实际中CLO2应蔽光保存，一般情况现制备现使用。CLO2分子中有19个价电子，有一个未成对价电子，这中分子结构决定了CLO2具有强氧化性，能与许多物质发生剧烈反应。在酸性条件下，CLO2有很强的氧化性。对水中残存有机物的氧化，CLO2比CL2要优越，CLO2以氧化反应为主，而CL2以亲电取代为主。经氧化的有机物多降解为含氧基团为主的产物，无氯代产物出现。实验还表明，CLO2对水中的色、味去除能力很强。25二氧化氯催化
20、氧化原理二氧化氯催化氧化法是一种新型高效的催化氧化技术，它是利用强氧化剂二氧化氯在非均相催化剂存在条件下，氧化降解废水中的有机污染物，可直接氧化有机污染物为最终产物或将大分子有机污染物氧化成小分子物质，提高废水的可生化性。在二氧化氯催化氧化技术中采用的是非均相催化剂，由于催化剂的加入加快了反应速度，这是因为其一，降低了反应的活化能；其二，改变了反应历程。催化氧化反应的过程可认为是废水中的污染物和氧化剂分子扩散到催化剂表面的活性中心被吸附，然后污染物和氧化剂分子在催化剂表面上发生催化氧化反应，反应产物再脱附解离返回液相主体。其反应过程可归纳如下吸附过程A氧化剂分子（活性中心）AB（污染物分子）B
21、催化反应ABP（表面上产物）脱附解离PP（液相主体产物）二氧化氯催化氧化的主要机理目前尚不清楚，一般认为是（1）污染物质与催化剂上活性中心以活化络合物形式结合，使反应的活化能降低；（2）催化剂对二氧化氯和污染物的强烈吸附作用，使氧化剂和有机物质在催化剂表面具有很高浓度；（3）经表面改性后的催化剂表面存在着大量含氧基团，二氧化氯受激发也能产生多种氧化能力极强的自由基，如HO促进氧化反应的进行，这样在催化剂表面强氧化剂与有机物的浓度大大高于液相中的浓度，反应条件得到改善，效率大大提高。此外有机物与氧化剂在催化剂表面的不断吸附、消耗、脱附的动态过程也大大提高了催化剂的寿命。26二氧化氯催化氧化工艺条
22、件的控制二氧化氯催化氧化主要是用于处理污染物浓度很高的难降解废水，一般以传统物化工艺为前处理，去除悬浮物，降低COD，调节PH值，使废水能更适合进行催化氧化，并且可减少处理费用；在催化氧化之后，COD得到大幅度削减，BOD5/COD显著提高。催化氧化反应装置一般采用接触氧化反应器的形式，一般结合催化剂性能的不同可分为固定床反应塔与搅拌反应釜，本文在研究中采用固定床反应形式，连续出水，以期能实现工业化。反应中可采宁波大学本科毕业设计（论文）系列表格用回流与搅拌等手段促进固液等各相之间的传质过程，使它们充分接触反应。二氧化氯催化氧化反应中主要影响因素为PH值、反应时间、氧化剂用量，均应根据废水的实
23、际情况经试验确定。改变废水的PH值会直接影响催化氧化的处理效果，这主要是因为在不同的PH值下二氧化氯表现出不同的氧化能力以及污染物形态的变化。对各种模拟废水的试验表明酸性到中性条件下处理效果较好。反应时间增加处理效果会提高，但当增加到一定值后，处理效率会趋于稳定，可由此确定最佳反应时间。氧化剂用量的增加处理效果也会提高，但应注意氧化剂量增加一倍，药剂费用将增加一倍，但处理效率不会增加一倍，因此应根据具体的情况，根据反应去除效果和效率，确定处理效果和运行费用的最佳平衡点。27处理对象的选择本文研究中采用商品酸性大红GR染料作为水处理对象。酸性大红GR,黄光红色粉末，分子量为55649。溶于水呈樱
24、桃红色，并能溶于乙醇。在浓硫酸中呈红紫色，稀释后生成红棕色沉淀。拨染性好，主要用于羊毛、蚕丝、纸张、皮革等的染色，也用于制色淀。它由对氨基偶氮苯经重氮化后，与2萘酚6、8二碘酸（G酸）偶合而成，其结构式如图2所示。图2从它的分子结构式中可以看出，它含有两个NN偶氮基，一个羟基（OH），两个磺酸基（SO3），一个萘环结构。其中偶氮键是生色基，羟基是助色基，它们与苯环和萘环相连，吸收可见光，产生不同的颜色。同类结构也可在活性染料、直接染料及阳离子染料分子中见到。取代基团OH，SO3NA和NH2使其具有很好的水溶性。苯环和萘环很稳定，被公认为不易降解物质，因袭酸性大红GR可认为是一种有代表性的可溶性
25、难降解有机物质。73实验部分31废水与药剂的配制311废水的配制酸性大红GR染料，为红色粉末，溶于水为红色溶液，用该染料配制废水。每升水中加入01克酸性大红GR染料和04克葡萄糖配成废水，实测该废水的COD值在804MG/L左右,PH在56左右，光谱扫描得出废水最大吸收波长在515NM处,吸光度为1090。312氧化剂的配制研究中采用亚氯酸盐法制备氧化剂CLO25NAC1O24HC14CLO25NAC12H2O反应后稀释成5CLO2溶液。313催化剂的制备活性炭500下在马弗炉中灼烧2个小时活化。称取5克磷钼酸溶于1L蒸馏水中，配成5G/L磷钼酸溶液，PH值在174左右。称取500克活化后的活
26、性炭，浸泡于1L磷钼酸溶液12个H，滤除水分，110下在鼓风干燥箱中干燥5小时，然后放入马弗炉中升温至450焙烧，焙烧时间2H,取出冷却后即得固载型催化剂。32实验方法321二氧化氯化学氧化实验分别取20ML酸性大红GR染料废水于50ML试管中，加入一定量30双氧水和5二氧化氯，调节PH值，置于暗处反应一定时间后取样，测定出水质指标。322二氧化氯催化氧化实验双氧水、二氧化氯催化氧化实验采用连续流方式在固定床反应塔中进行，塔径19MM。填料层高度107M催化剂质量约140G，用两台隔膜计量泵按一定比例分别输送氧化剂和酸性大红GR染料废水至反应柱进行催化氧化实验，避光反应后连续出水，间隔一定时间
27、测定水质指标。实验装置如图3所示，宁波大学本科毕业设计（论文）系列表格图3实验装置示意图33分析方法本实验采用722型分光光度计测定出水最大吸收波长处吸光度，用化学需氧量速测仪测定水样COD值，以脱色率和COD去除率作为评价氧化处理效果的主要指标。脱色率（）AAAO100式中AO原溶液的吸光度；A脱色后溶液的吸光度。COD去除率（）（COD进水COD出水）/COD进水94实验结果与讨论41二氧化氯化学氧化酸性大红GR染料废水411反应体系PH值对处理效果的影响室温下，20ML酸性大红GR染料废水中加入一定体积5二氧化氯溶液，加入10NAOH溶液，调节PH值在112之间，避光反应1H后测定吸光度
28、和COD值。结果见图4和图5。0102030405060708002468101214PH值脱色率图4PH值对CLO2处理废水脱色率的影响0102030405060708002468101214PH值COD去除率图5PH值对CLO2处理废水中COD去除率的影响图4和图5表明，二氧化氯氧化处理酸性大红GR染料废水效果明显优于用双氧水处理废水的效果，随着PH的升高，废水的脱色率和COD去除率逐渐降低，其最佳PH值在10左右，这符合二氧宁波大学本科毕业设计（论文）系列表格化氯本身的氧化特性，在酸性条件下显示出较强的氧化性能。因此，二氧化氯化学氧化酸性大红GR染料废水应将PH值控制在10左右。412反
29、应时间的选择调节酸性大红GR染料废水PH值在10附近，其他反应条件保持不变，避光反应260MIN的不同时间，测定吸光度考察反应时间对二氧化氯氧化废水效果的影响。计算结果见图6。01020304050607080010203040506070反应时间MIN脱色率图6反应时间对CLO2处理废水脱色率的影响由图6可以看出，二氧化氯氧化酸性大红GR染料废水是个快速的过程，反应时间在20MIN时已基本完成，脱色率达到6616，20MIN之后吸光度趋于稳定，所以选择20MIN为最佳反应时间。413二氧化氯用量的选择在已筛选出的最佳条件下，分别向装有20ML废水的试管中加入5CLO2溶液2、4、6、8、10
30、ML，避光反应结束后测定吸光度和COD值，计算结果见图7和图8。0102030405060708090100024681012CLO2用量ML脱色率图7CLO2用量对脱色率的影响1101020304050607080024681012CLO2用量MLCOD去除率7069图8CLO2用量对COD去除率的影响分析图7和图8可知，对20ML酸性大红GR染料废水，当二氧化氯投加量较低时，脱色率和COD去除率都较低，随二氧化氯投加量的增加，脱色率和COD去除率也随之增大，二氧化氯投加量为4ML时COD去除率达到最大值为7069，当投加量大于4ML时，脱色率增大，COD去除率却却逐渐下降，这可能是因为废水
31、中加入氧化剂的量过剩，多余的二氧化氯会使COD有所增大。42活性炭吸附酸性大红GR染料废水试验载体是固体非均相催化剂所特有的组份，它可以起增大表面积、提高耐热性和机械强度的作用，同时，载体也是活性组分的分散剂、粘合剂或支承物，它常常与催化活性物质发生某种化学作用，改变了活性物质的化学组成和结构，因而改变了催化剂的活性、选择性等性能。将活性炭载体140G装填入反应柱中，打开输送废水的隔膜计量泵，调节流量为50脉冲每分钟，避光反应，连续流出水。测得废水停留时间为30MIN左右，出水流量为20ML/MIN左右，每隔10MIN取一定体积水样测定吸光度和COD值，反应塔运行1H后再打开输送二氧化氯氧化剂
32、的隔膜计量泵，调节流量为20脉冲每分钟，待出水稳定后每隔10MIN取一定水样测定水质指标，运行15H后关闭输送二氧化氯的隔膜计量泵，待出水稳定后每隔10MIN取一定体积水样测定吸光度和COD值，观察指标变化情况，计算结果如图9和图10。宁波大学本科毕业设计（论文）系列表格01020304050607080050100150200250反应时间（MIN）脱色率图9吸附试验脱色率随时间变化情况00010002000300040005000600070008000050100150200250反应时间（MIN）COD去除率图10吸附试验COD去除率随时间变化情况从图9和图10可看出，随着时间的延迟，
33、活性炭吸附能力逐渐降低，脱色率最高为6670，COD去除率可达7080,活性炭在3040MIN之间达到饱和，对有机物的吸附能力不再增加，处于稳定状态，单纯载体的吸附作用对废水中污染物去除所起的作用不大。当加入二氧化氯氧化剂后，脱色率和COD去除率都逐渐增大，并在一定时间内保持稳定，当关闭输送二氧化氯的计量泵后，脱色率和COD去13除率明显下降，但高于活性炭吸附饱和时的去除率，这说明二氧化氯能够氧化活性炭上吸附的有机污染物，使已经饱和的活性炭恢复一定的吸附能力。43磷钼酸/活性炭催化氧化酸性大红GR染料废水试验将负载磷钼酸的活性炭载体420G装填入由3根管串联形成的反应柱中，同时打开输送废水和氧
34、化剂的隔膜计量泵，调节废水流量为50脉冲每分钟，二氧化氯氧化剂流量为20脉冲每分钟，避光反应，连续流出水。测得废水停留时间为20MIN左右，出水流量为29ML/MIN左右，每隔10MIN取一定体积水样测定吸光度和COD值，计算结果如图11和图12。5060708090020406080100120140反应时间MIN脱色率图11CLO2催化氧化脱色率随时间变化情况00010002000300040005000600070008000900010000020406080100120140反应时间MINCOD去除率图12CLO2催化氧化COD去除率随时间变化情况从图11和图12可以看出，活性炭固载
35、磷钼酸形成的固载型催化剂对二氧化氯氧化处理酸性大宁波大学本科毕业设计（论文）系列表格红GR染料废水具有明显的催化作用，脱色率和COD去除率均高于二氧化氯化学氧化处理酸性大红GR染料废水的脱色率和COD去除率。连续流出水中，随着时间的延长，脱色率和COD去除率先增大后减小，一个小时之后处理效果基本保持稳定，与活性炭吸附酸性大红GR染料废水试验比较，表明了因为氧化剂的存在，氧化剂能够不断降解活性炭吸附的有机污染物，从而使活性炭能够始终具有一定的吸附能力，相当于处于吸附解吸的平衡状态，活性炭不会因为长时间的吸附而达到饱和状态，因而也不需要定时置换活化，这样印染废水处理不但省时省力，若应用于工业则具有
36、良好的经济效益。同时可能为印染废水的回用开辟一条可行的道路。155结论（1）单纯用二氧化氯化学氧化处理酸性大红GR染料废水时，最佳PH为10左右，二氧化氯投加量为1000MG/L废水，避光反应20MIN后，COD去除率可达65以上。（2）单纯用活性炭吸附酸性大红GR染料废水时，最大脱色率为6670，最大COD去除率为7081，但活性炭很快吸附饱和，脱色率和COD去除率下降。加入二氧化氯氧化剂后脱色率和COD去除率都逐渐上升，最后保持脱色率为65左右，COD去除率为70左右；当停止投加氧化剂后，活性炭恢复一定吸附能力，说明二氧化氯能够氧化处理已饱和的活性炭上吸附的有机污染物。（3）二氧化氯磷钼酸
37、/活性炭催化氧化处理酸性大红GR染料废水具有较高的污染物去除效率，稳定后脱色率可达78左右。COD去除率可达84左右。（4）单纯吸附对废水处理所起的作用并不大，催化剂中活性组分所起的催化功效对催化氧化处理效果提高有着重要作用，此外，吸附作用可使污染物和氧化剂在催化剂表面得到富集，氧化剂能力充分发挥，为氧化反应更为有利的进行创造了条件。存在问题由于自行制做和调试实验装置花费了较多的时间，催化剂在活性碳上的固载时间，失活时间等实验没有进行。宁波大学本科毕业设计（论文）系列表格参考文献1贺启环二氧化氯催化氧化处理难降解废水技术研究进展J环境污染治理技术与设备,2002，3963荀52徐锡彪，褚宏伟C
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