微波辅助湿式催化氧化处理水中的PCP

论文摘要

微波辅助湿式催化氧化是一种处理难降解有机废水的新工艺，是最近提出的一种高级氧化技术。在活性炭存在和通气条件下，微波辐射处理水中的难降解有机物是一种行之有效的方法。本文采用活性炭为催化剂，对微波辅助空气氧化水溶液中的五氯酚进行了处理研究。考察了活性炭投加量、微波功率、辐射时间和通气量对溶液中五氯酚的去除率的影响。 研究结果表明，在10g活性炭和通气量为0.2L／min的条件下，微波功率为800W，经过60min的微波辐射，五氯酚溶液(20mL浓度为2000mg／L)的去除率可达到90％以上；对微波辐射前后的滤液进行紫外扫描、高效液相色谱分析和pH测定，结果表明五氯酚经微波辅助空气氧化后，其稳定结构被破坏，并逐步被矿化。 通过分析活性炭的变化证明在处理中活性炭可能经历高温。对活性炭的吸附和脱附研究，发现活性炭上的残留物质减少，说明五氯酚的降解不是由于活性炭吸附造成的，而是微波与活性炭的耦合作用的结果。 对吸附苯酚的活性炭在微波下再生行为进行了研究。考察了不同反应时间、功率下活性炭的再生率和苯酚的降解率。实验结果表明，当微波功率为700W、辐射时间为2min时，活性炭再生率可达到80％以上，同时苯酚被去除。通过碘量值、亚甲基蓝脱色力和BET测定对活性炭性能表征，结果表明微波再生后活性炭的性能比未再生前有所提高。 通过对微波辅助湿式催化氧化的研究证明，该工艺能在较温和的反应条件下具有类似于常规湿式空气氧化降解有机物的机理，可以在比较安全、方便的条件下高效运行，提供一种在常压下处理难降解有机废水的新途径，具有重大实际意义。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 难降解废水的几种处理方法
• 1.1.1 化学（催化）氧化法
• 1.1.2 光化学（催化）氧化法
• 1.1.3 声化学氧化法
• 1.1.4 超临界水氧化技术
• 1.1.5 湿式氧化技术
• 1.1.6 湿式空气氧化技术存在的问题和发展方向
• 1.2 微波技术
• 1.2.1 微波加热的原理
• 1.2.2 微波加热技术与传统技术的比较
• 1.2.3 微波加热技术的应用领域
• 1.2.4 微波加热技术的发展方向
• 1.3 活性炭的应用
• 1.3.1 活性炭的基本结构与性质
• 1.3.2 活性炭的主要用途及在环境治理中的应用
• 1.3.3 活性炭改性
• 1.4 活性炭与微波联用
• 1.4.1 微波处理对活性炭表面结构的影响
• 1.4.2 微波辅助湿式催化氧化处理五氯酚的研究
• 1.5 活性炭再生技术
• 1.5.1 活性炭再生技术的发展
• 1.5.2 活性炭的再生方法
• 1.5.3 微波辐照再生活性炭
• 本章小结
• 第二章 微波辅助湿式催化氧化处理水中的 PCP
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验装置
• 2.1.2 平衡活性炭的制备
• 2.1.3 实验方法与步骤
• 2.2 活性炭对 PCP的吸附等温线
• 2.3 不同条件下微波反应体系对 PCP处理效果的影响
• 2.3.1 不同活性炭投加量对 PCP处理效果的影响
• 2.3.2 微波辐射功率对 PCP处理效果的影响
• 2.3.3 微波辐射时间对 PCP处理效果的影响
• 2.3.4 不同通气量对 PCP处理效果的影响
• 2.4 活性炭吸附量的计算
• 本章小结
• 第三章 微波辅助湿式催化氧化中溶液的变化
• 3.1 微波辐射前后溶液pH值的变化
• 3.2 溶液的紫外扫描分析
• 3.3 溶液的高效液相色谱分析
• 3.4 吸收液对 PCP去除率的影响
• 本章小结
• 第四章 微波辅助湿式氧化中活性炭的变化及污染物降解机理分析
• 4.1 活性炭在微波场中的行为
• 4.2 活性炭的表面变化
• 4.3 微波辅助湿式催化氧化降解 PCP的机理分析
• 本章小结
• 第五章 微波再生活性炭的研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验设备与装置
• 5.1.2 活性炭吸附等温线的制备
• 5.1.3 实验步骤与方法
• 5.1.4 活性炭的解析
• 5.1.5 活性炭再生后的表征方法
• 5.2 活性炭对苯酚的吸附平衡等温线
• 5.3 工艺条件对活性炭再生的影响
• 5.3.1 微波辐射时间与活性炭升温的关系
• 5.3.2 微波辐照时间对活性炭再生率的影响
• 5.3.3 微波功率对活性炭再生率的影响
• 5.4 活性炭再生后的品质表征
• 5.4.1 碘值的变化
• 5.4.2 亚甲基蓝脱色力的变化
• 5.4.3 活性炭BET的变化
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢