1. 研究目的与意义
本论文的目的在于通过对苯酚废水的处理,利用超声波催化氧化技术,提高cod和挥发酚指标的去除率,来实现高效降解难生物降解有机污染物的目的。
主要解决的问题是各种影响因素的参数选择确定,催化剂的选择,以及研究方案和工艺的确定。
分析该技术方法的可行性和优缺点,希望能够进一步改进超声催化氧化技术和加深在水处理领域的应用。
2. 国内外研究现状分析
目前国内外将超声波用于污染治理已获得很大进展,如超声波清洁净化滤网、超声波气浮池、超声波助凝沉淀池、超声波浓缩污泥、废水超声波液相氧化、废水的超声波富氧化、超声波/feo降解硝基苯和四氯化碳、超声波催化氧化难降解有机物等,其中超声波催化氧化难降解有机物已成为人们关注的焦点之一。
工业的发展导致工业废水大量产生,其中含有的大量难降解有机污染物,通常的生处理技术难以达到理想的处理效果。超声波可以加速化学反应、提高化学产率。其应用研究已引起世界各国的高度重视,覆盖领域已涉及生物化学、有机合成、分析化学、无机化学电化学、光化学、立体化学以及环境化学等诸多方面。自20世纪80年代末期以来,超声技术在污染物(尤其是难降解污染物)的净化方面取得了显著的进展,由此而产生的超声强化氧化技术,是一种极具产业前景的深度氧化技术,是一种新颖、清洁的净化方法。从当前国际上研究的重点和热点来看,超声强化氧化技术正朝着两个方向迅速发展,一个方向是使用高效活性催化剂,另一个方向是将其与其他降解技术联合或结合使用。超声强化氧化技术目前主要分为超声空化技术、超声强化化学(催化)氧化、超声强化光化学(催化)氧化、超声强化电化学(催化)氧化和超声p生物降解等五类。
目前超声波催化氧化研究的重点主要集中在一下几个方面。(1)强化超声波的空化作用:因为只有在空化条件下,超声波才有明显的分解作用;(2)超声波与其他催化作用或催化物质和化学物质结合起来用于强化分解作用:目前日本采用超声波-紫外线-o3废水处理装置,取得良好废水处理效果,研究发现,超声波的空化和联合其他的多重作用是利用超声波分解有机污染物的有效途径;(3)超声波进化污染物效率的提高:通常涉及超声波发生器的研制、反应体系的优化选择、污染物自身的特性,其中超声波发生器的研制是至关重要的;(4)继续超声波催化氧化机理研究。
3. 研究的基本内容与计划
通过比较实验前后cod和挥发酚的变化,来确定最佳反应参数和条件,并在最佳反应参数和条件下对比不同种类催化剂的处理效果,找出其中效果的较好的。具体实验方案如下:(1)以苯酚废水为处理对象,以苯酚晶体水浴溶解配cod为500mg/l左右的苯酚废水。
(2) 超声处理时间的确定。在塑料杯中加入500ml废水与10gcuo-lao-γ-al2o3,放入超声波清洗器中,进行超声处理,处理时间分别10min、30min、60min、90min、120min。。反应结束后测定cod和挥发酚。
(3) 废水处理量的确定。在塑料杯中分别加入50ml、100ml、300ml、500ml、700ml废水并比废水(ml):催化剂(g)=50:1加入cuo-lao-γ-al2o3,,进行超声处理30min,反应结束测定cod和挥发酚。
4. 研究创新点
本次实验不仅对比了不同金属氧化物催化剂的处理效果,在后续实验中还研究了3种分子筛催化剂的处理效果,拓宽了实验所用催化剂的涵盖范围。
