催化湿式氧化法处理高浓度含氰废水的实验研究

论文摘要

含氰废水对人体和生态系统的危害很大，因此世界各国对含氰废水的处理都非常重视。催化湿式氧化法特别适用于处理高浓度有毒有害的、难以用常规方法进行处理的废水，具有高效、节能和无二次污染等突出的优点，也是一种很有发展前途的含氰废水处理方法。本文以KCN水溶液模拟含氰废水，研究了Cu系催化剂催化湿式氧化高浓度含氰废水的一般规律，着重考查了Cu系催化剂的制备方法与其活性和稳定性之间的关系，确定了催化湿式氧化高浓度含氰废水的最优工艺参数。首先采用柠檬酸溶胶凝胶法制备出了CuO催化剂，通过考察催化剂的制备条件，发现在硝酸铜/柠檬酸（摩尔比）为1，制备温度为60℃，130℃下干燥，600℃下焙烧4h所得到的催化剂催化湿式氧化CN-效果最好。在CN-初始浓度2000mg/L，催化剂投加量0.5g/L，反应温度130℃以及氧气分压0.6MPa，搅拌速度600r/min，pH为8的条件下反应60min，CN-去除率可达80%以上。其次以浸渍法制备了CuO/γ-Al2O3催化剂，确定了最佳制备工艺条件：以铜离子浓度为6%的Cu（NO3）2溶液为浸渍液，浸渍温度为25℃，浸渍时间为6h，焙烧温度为400℃，焙烧时间为4h。相同条件下催化湿式氧化高浓度含氰废水，去除率略低于CuO催化剂但Cu2+溶出量却大幅度降低，采用XRD对反应前后的CuO/γ-Al2O3催化剂进行表征分析，得出催化剂失活的原因是载体的高温相变及活性组分大量流失造成的。最后以Ce为助剂对CuO/γ-Al2O3催化剂进行掺杂改性，用分层浸渍的方法制备出负载型CuO-CeO2/γ-Al2O3催化剂，通过XRD表征说明Ce的掺杂有效解决了载体的高温相变及活性组分大量流失的问题。相同条件下催化湿式氧化高浓度含氰废水，CN-去除率可达90%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 含氰废水危害及处理现状
• 1.1.1 含氰废水的来源及危害
• -废水的排放标准及治理现状'>1.1.2 含 CN^-废水的排放标准及治理现状
• -废水的治理方法'>1.1.3 含 CN^-废水的治理方法
• 1.2 湿式氧化技术的发展概况
• 1.2.1 湿式氧化技术的工艺流程
• 1.2.2 湿式氧化技术的优缺点
• 1.2.3 湿式氧化技术的创新及发展
• 1.2.4 湿式氧化技术的应用
• 1.3 催化湿式氧化法
• 1.3.1 催化湿式氧化工艺
• 1.3.2 催化湿式氧化催化剂
• 1.3.3 催化湿式氧化催化剂的制备方法
• 1.4 催化湿式氧化法处理含氰废水的反应机理
• 1.5 论文研究思路
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验仪器与试剂
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验药品
• 2.2 实验装置简图
• 2.3 分析方法
• 2.3.0 干扰物的排除
• 2.3.1 分析所用药品配制
• 2.3.2 硝酸银快速滴定法
• 2.3.3 异烟酸-吡唑啉酮分光光度法
• 2+浓度测定'>2.3.4 Cu²⁺浓度测定
• 第三章 CuO 催化湿式氧化高浓度含氰废水的活性研究
• 3.1 引言
• 3.2 CuO 催化剂制备工艺优化
• 3.2.1 焙烧温度对催化剂活性的影响
• 3.2.2 焙烧时间对催化剂活性的影响
• 3.2.3 干燥温度对催化剂活性的影响
• 3.2.4 制备温度对催化剂活性的影响
• 3.2.5 柠檬酸与硝酸铜的配比对催化剂活性的影响
• 3.2.6 催化剂粒径对处理效果的影响
• 3.3 CuO 催化剂的表征
• 3.3.1 XRD 分析
• 3.3.2 SEM 分析
• 3.4 CuO 催化湿式氧化高浓度含氰废水的工艺参数研究
• 3.4.1 搅拌速度对处理效果的影响
• 3.4.2 催化剂投加量对处理效果的影响
• 3.4.3 反应温度对处理效果的影响
• 3.4.4 pH 值对处理效果的影响
• 3.4.5 氧气分压对处理效果的影响
• 3.4.6 反应时间对去除效果的影响
• 2+溶出量的研究'>3.5 Cu²⁺溶出量的研究
• 3.6 本章小结
• 2O₃催化湿式氧化高浓度含氰废水的活性研究'>第四章 CuO/γ-Al₂O₃催化湿式氧化高浓度含氰废水的活性研究
• 4.1 引言
• 4.2 催化剂的制备
• 2O₃的预处理'>4.2.1 载体γ-Al₂O₃的预处理
• 4.2.2 浸渍工艺的优化
• 4.2.3 焙烧工艺的优化
• 2O₃催化剂实验室制备方法'>4.2.4 CuO-γAl₂O₃催化剂实验室制备方法
• 2O₃催化剂的 XRD 表征'>4.3 CuO-γAl₂O₃催化剂的 XRD 表征
• 2O₃催化剂处理含氰废水的实验研究'>4.4 CuO/γ-Al₂O₃催化剂处理含氰废水的实验研究
• 2O₃催化剂处理含氰废水的效果'>4.4.1 CuO-γAl₂O₃催化剂处理含氰废水的效果
• 2O₃催化剂使用寿命'>4.4.2 CuO/γ-Al₂O₃催化剂使用寿命
• 4.5 本章小结
• 2/Al₂O₃催化湿式氧化高浓度含氰废水活性研究'>第五章 CuO-CeO₂/Al₂O₃催化湿式氧化高浓度含氰废水活性研究
• 2/γ-Al₂O₃催化剂的制备'>5.1 CuO-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂的制备
• 5.1.1 Ce 掺杂量对催化剂活性的影响
• 5.1.2 焙烧温度对催化剂活性的影响
• 5.1.3 焙烧时间对催化剂活性的影响
• 2/γAl₂O₃催化剂实验室制备方法'>5.1.4 CeO₂/γAl₂O₃催化剂实验室制备方法
• 2/γ-Al₂O₃催化剂的 XRD 表征'>5.2 CuO-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂的 XRD 表征
• 2/γ-Al₂O₃催化剂处理含氰废水的研究'>5.3 CuO-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂处理含氰废水的研究
• 2-CuO/γ-Al₂O₃催化剂处理含氰废水的效果'>5.3.1 CeO₂-CuO/γ-Al₂O₃催化剂处理含氰废水的效果
• 2/γ-Al₂O₃催化剂使用寿命研究'>5.3.2 CuO-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂使用寿命研究
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢