造紙污泥活性炭在催化臭氧氧化降解橙黃Ⅱ中的應用研究.pdf

1、染料廢水的色度高、成分復雜、可生化性低，是典型的難降解有機廢水，其處理一直是污水處理行業(yè)中的難題。隨著國家對廢水排放標準的日益嚴格，傳統(tǒng)的處理工藝已很難滿足對染料廢水深度處理的要求，因此尋找一種經濟有效的處理方法迫在眉睫。活性炭催化臭氧氧化是近年來發(fā)展起來的一種高級氧化技術，在染料廢水處理領域具有較好的應用前景，而尋找一種來源廣泛、廉價易得的活性炭作催化劑十分重要。造紙污泥具有來源廣泛、無機成分含量高、處置困難等特點，可作為一種潛在的活

2、性炭制備原料，這對于造紙污泥的資源化利用和染料廢水的高效處理工藝開發(fā)均具有較好的現(xiàn)實意義。
　　本論文提出了一種利用造紙污泥制備活性炭，并應用于催化臭氧氧化染料廢水的新思路。以造紙污泥為原料，采用化學活化法制備活性炭，運用一些表征分析手段分析不同制備條件對污泥活性炭性質的影響，確定了污泥活性炭的最佳制備條件，并用所制備的污泥活性炭作為催化劑催化臭氧氧化橙黃Ⅱ模擬染料廢水，考察不同因素對橙黃Ⅱ和TOC降解效果的影響，研究污泥活性炭的

3、穩(wěn)定性，同時探究了造紙污泥活性炭催化臭氧氧化橙黃Ⅱ模擬染料廢水的反應機理。主要研究結論如下：
　　1、確定了污泥活性炭的最佳制備工藝為:原污泥與氯化鋅的比例為1∶2、焙燒溫度為600℃、活化時間為12h、焙燒時間為60min，此時，比表面積為466.9m2/g，產率約為41.9％，總孔容為0.2491cm3/g，平均孔徑為3.198nm。污泥活性炭的孔隙結構豐富，以中孔為主，有利于大分子污染物的吸附，紅外光譜和零電荷點分析表明，污

4、泥活性炭表面官能團豐富且以酸性基團為主，表面帶負電。熱重分析表明，氯化鋅使污泥中的H和O以水的形式脫離出來，而原污泥中的碳得到了充分利用。
　　2、系統(tǒng)開展了造紙污泥活性炭催化臭氧氧化橙黃Ⅱ模擬染料廢水的性能研究，探明了污泥活性炭投加量、臭氧投加量、橙黃Ⅱ的初始濃度以及溶液的pH值對橙黃Ⅱ和溶液TOC的去除效率的影響，當污泥活性炭投加量為1g/L，臭氧流量為0.1L/min，橙黃Ⅱ初始濃度為300mg/L，溶液pH=3時，反應時間

5、為1h時，橙黃Ⅱ的去除率可達100％，TOC去除率約為60％，相較于單獨臭氧氧化和污泥活性炭的吸附而言，反應效率都大大提高，尤其是在前10min，污泥活性炭和臭氧表現(xiàn)出了明顯協(xié)同效應。研究表明，污泥活性炭投加量的增加有利于橙黃Ⅱ去除率的提高，臭氧流量的增大在定范圍內也有利于橙黃Ⅱ去除率的提高，隨著其初始濃度的增大橙黃Ⅱ去除率低，而隨著溶液初始pH值的增大，橙黃Ⅱ和溶液的TOC去除都有所下降，主要是因為pH會影響污泥活性炭的表面電荷狀態(tài)，

6、進而影響到對橙黃Ⅱ的吸附氧化。同時還研究了不同pH條件對單獨臭氧氧化和污泥活性炭的吸附的影響，結果發(fā)現(xiàn)，堿性條件下有利于臭氧氧化，而酸性條件下有利于污泥活性炭吸附。
　　3、初步探明了造紙污泥活性炭催化臭氧氧化橙黃Ⅱ模擬染料廢水的反應機理。研究發(fā)現(xiàn)，叔丁醇的加入并沒有明顯地抑制污泥活性炭-臭氧體系對橙黃Ⅱ的去除效能，說明該體系中不已因羥基自由基氧化為主導的，而酸性條件下的去除效果要比堿性條件下好，這說明吸附在催化臭氧氧化過程中起著