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    腈綸廢水催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化法深度處理工藝
    來源:www.sldhy.com 發布時間:2021-07-20 瀏覽次數:

    腈綸是指丙烯腈或聚丙烯腈含量超過85%(質量分數)的丙烯腈共聚物製成的合成纖維,因而有“人造羊毛”之稱,其製成品具有質量輕、保暖性能良好、柔軟,抗日曬、防黴蛀和牢度高的特點。我國被稱為世界上很大的腈綸消費市場和腈綸生產基地,生產量約占世界的1/3。但由於在腈綸生產過程中以壬基酚聚氧乙烯醚、丙烯腈、二甲基甲酰胺、EDTA等為原料,目前處理腈綸廢水的主要方法為傳統的生物、物理、化學法等,通過一般的預處理組合各種生化處理工藝後,目前大多數腈綸廢水並不能達標排放,因此成為了環保領域公認的難題。菠萝蜜视频网站入口地址擁有僅比氟和羥基自由基低的氧化還原電位,為在菠萝蜜视频网站入口地址氧化過程中產生更多的羥基自由基,需采取一係列措施,以達到去除廢水中難降解有機物、降解轉化有毒有害物質的目的。因此在水處理中有著廣泛的應用,催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化技術成為目前國內外的研究熱點。

      1、實驗部分

      1.1 儀器與試劑

      實驗所用儀器見表1。

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      實驗所用試劑見表2。

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      1.2 實驗方法

      1.2.1 活性炭負載催化劑製備方法

      (1)活性炭的活化處理:將50.0g活性炭加入到濃度為65%,200mL的濃HNO3溶液中。在恒溫(90℃)下浸泡10h,然後用蒸餾水衝洗,至衝洗液的pH不變,然後烘幹。

      (2)活性炭負載Ni(NO3)2的過程:取活化後的活性炭10.0g,加入到一定濃度的Ni(NO3)2溶液中浸漬,30min後過濾,置於烘箱內,在110℃直至烘幹為止,製得活性炭負載鎳催化劑。

      1.2.2實驗裝置

      實驗裝置如圖1所示。

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      整個裝置分為三個部分:菠萝蜜视频网站入口地址發生裝置、菠萝蜜视频网站入口地址反應器和尾氣吸收裝置。菠萝蜜视频网站入口地址是由氣泵抽空氣經菠萝蜜视频网站入口地址發生器來製得的,生成的菠萝蜜视频网站入口地址從反應器底部進入菠萝蜜视频网站入口地址反應器,與反應器中的廢水、催化劑進行固液氣三相催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化反應。逸出的菠萝蜜视频网站入口地址氣體通過反應器頂部的管路進入KI吸收液中,吸收多餘的菠萝蜜视频网站入口地址,避免了菠萝蜜视频网站入口地址對環境的二次汙染,同時消除了安全隱患。處理完後的出水,從反應器頂部取出。

      1.2.3 實驗方法

      反應器中放入200mL腈綸廢水,調節pH,加入一定量的催化劑,實驗開始前先打開菠萝蜜视频网站入口地址發生器預熱30min,提前10min打開氣泵並開啟菠萝蜜视频网站入口地址發生器,待菠萝蜜视频网站入口地址濃度穩定後接入反應裝置開始計時,反應一定時間後,取樣測定COD濃度。

      1.2.4 分析方法

      化學需氧量(COD):快速消解法,在消解罐中分別加入3mL水樣,1mL重鉻酸鉀,0.5mL硫酸硫酸汞,6mL硫酸硫酸銀,在145℃下消解30min,待其冷卻到室溫後,利用紫外分光光度計在440nm下測量其吸光度,根據標準曲線得到COD值。

      2、結果與討論

      非均相催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化技術在廢水處理工程中受很多因素的影響,主要因素有廢水的機質濃度、溫度、菠萝蜜视频网站入口地址的投加量、pH、催化劑投加量及反應器類型等。針對本次研究,處理對象為汙水處理廠的出水,其出水水質相對來說比較穩定,實驗在室溫下進行,因此不考慮廢水的有機質濃度以及溫度的影響,探究活性炭負載鎳離子催化劑催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化深度處理腈綸廢水的影響因素。

      2.1 催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化時間的影響

      在菠萝蜜视频网站入口地址效率35%,催化劑投加量1g,pH=7.0的實驗條件下,反應時間分別為0,10,20,30,40、50,60,70min,分別測量COD去除率。分析結果如圖2所示。

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      如圖2,催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化在短時間內COD去除率就有大幅度的提高10min時COD去除率已達到9.4%,之後逐漸增大,30min時COD去除率為22.2%,然後隨著時間的推移,COD去除率增加減緩,40min後基本保持不變,因此確定很佳的反應時間為40min。

      2.2 催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化中菠萝蜜视频网站入口地址效率的影響

      適當的菠萝蜜视频网站入口地址效率不僅能滿足工程技術上的要求,同時又能使經濟利益很大化。考察本因素時在反應時間40min,催化劑投加量1g,pH=10.0,調節菠萝蜜视频网站入口地址效率分別為25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%,得到的結果如圖3所示。

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      如圖3,隨著菠萝蜜视频网站入口地址效率的逐漸增大,COD去除率逐漸增大,而後趨於穩定。當菠萝蜜视频网站入口地址效率為25.0%時,COD去除率為53.3%,當菠萝蜜视频网站入口地址效率為40%時,COD去除率增長趨勢減緩,菠萝蜜视频网站入口地址效率為45%時,COD去除率基本趨於穩定,為79.8%。主要原因是由於催化劑是過量的,具有充足的活性點位,菠萝蜜视频网站入口地址效率與混合氣中的菠萝蜜视频网站入口地址分壓是呈正相關的。根據亨利定律,溶液中溶解的菠萝蜜视频网站入口地址濃度也隨之增大,被催化劑催化的菠萝蜜视频网站入口地址量也逐漸增多,羥基自由基的生成數量更大,有機物的降解效果大大增強。因此COD去除效率越高,但隨著菠萝蜜视频网站入口地址效率的逐漸增高,水中溶解的菠萝蜜视频网站入口地址量逐漸增多達到飽和,此時水中的菠萝蜜视频网站入口地址濃度不是限製反應的主要因素,所以繼續增加菠萝蜜视频网站入口地址投加量對COD去除率的影響變化較小,因此,COD去除率趨於穩定。

      2.3 催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化中pH的影響

      實驗中原水的pH為7.0,在反應時間40min,菠萝蜜视频网站入口地址效率50%,催化劑投加量1.0g,室溫的實驗條件下,通過氫氧化鈉和鹽酸調節廢水的初始pH至4.0,5.0,6.0,8.0,9.0,10.0,進而考察初始pH對非均相催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化效果的影響,結果如圖4所示。

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      如圖4,當廢水初始pH為酸性時,催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化COD去除率較低且增長緩慢,當pH為6.0時,COD去除率為69.60%,當廢水的pH由酸性變為堿性時,COD去除率具有非常明顯的變化,突變為79.80%。在酸性條件下,催化劑表麵的活性組分會和酸反應,使催化劑的表麵活性遭到破壞,造成催化劑一定程度的失活。在中、堿性條件下,催化劑的催化機理為羥基自由基反應機理,反應主要以自由基氧化為主,催化劑在催化菠萝蜜视频网站入口地址產生羥基自由基的過程中起到協同作用,反應體係催化菠萝蜜视频网站入口地址分解產生大量的羥基自由基,使得COD去除率明顯升高。

      2.4 催化劑投加量的影響

      催化劑是負載型催化劑,金屬離子負載在活性炭上,加入催化劑的質量越多,各相的接觸麵積越大,相同時間內參加反應的活性位點越多,反應速率被提高,但是參加反應的有機物是有限的,過多的催化劑會造成資源上的浪費,所以選擇合適的催化劑投加量是節約成本的重要途徑。因此在菠萝蜜视频网站入口地址效率50%,pH=10.0,分別投加0、0.5、1.0、1.5、2.0g、3.0、4.0g催化劑,反應時間40min後分別測量COD去除率,分析結果如圖5。

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      如圖5,COD去除率隨著催化劑的投加量逐漸增大,而後有輕微的減少。當催化劑投加量由0.5g增加為2.0g後,COD去除率由44.8%增加為83.1%,當催化劑繼續投加增加到4.0g後,COD去除率減少為80.9%。主要原因為隨著催化劑投加量的增加,通入的菠萝蜜视频网站入口地址與催化劑的接觸麵積增大,從而催化性能變好,處理效果更好。但隨著催化劑的逐漸增多,催化劑沉積於底部,布氣係統變差,影響菠萝蜜视频网站入口地址與催化劑的接觸,因此存在一個很佳的催化劑投加量,為2.0g。

      2.5 催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化中催化劑壽命的研究

      為了在工藝中發揮很大的作用,也同時做到經濟利益很大化,本次實驗通過對催化劑的使用壽命進行了研究。

      從圖6中可以看出:在催化劑重複使用6次後,對廢水中的COD去除率基本保持不變,在催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化六次之後,COD去除率才有明顯的下降。

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      表明本試驗所采用催化劑具有製備簡單,成本低廉,高去除率,使用壽命長等優點,是一種實用、有效的催化劑,具有很好的工程實際應用前景。

      3、結論

      (1)以活性炭為載體,采用浸漬法製備Ni/C催化劑,在菠萝蜜视频网站入口地址氧化腈綸廢水技術中起到較好的催化促進作用。

      (2)在菠萝蜜视频网站入口地址效率50%,催化劑投加量2g,pH=10.0,催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化時間40min的實驗條件下,對腈綸廢水的處理效果很好,COD去除率為83.1%。

      (3)非均相催化劑-活性炭負載鎳離子催化劑具有一定的使用壽命,是一種經濟實用催化劑。

      (來源:中國航空工業昌河飛機工業(集團)有限責任公司,中國石油撫順石化公司催化劑廠,中國昆侖工程有限公司)