催化湿式氧化技术处理磷霉素钠制药废水研究

论文摘要

湿式氧化（Wet air oxidation, WAO）是一种在高温、高压条件下,将废水中有毒、有害污染物氧化成简单的小分子化合物而不产生其他有毒副产物的高级氧化技术。本文旨在研究湿式氧化技术处理东北制药总厂高浓度、难降解磷霉素钠制药废水的可行性,研究温度、压力等操作参数以及催化剂对湿式氧化去除有机污染物效率的影响。考察了不同浓度磷霉素钠模拟废水的氧化特征,研究表明温度是影响处理效果的最重要因素,主要体现在高温有利于磷霉素钠C-P键的断裂,降低了废水中高浓度有机磷毒性。利用黄连素制药废水中的铜离子作催化剂,按体积比混合两股废水,研究了铜催化剂对湿式氧化处理磷霉素钠废水的影响,结果表明在反应温度为250℃,初始氧分压为1.3 Mpa,反应停留时间0.5 h的条件下,COD平均去除率可达50%,此时废水中95%以上有机磷转化为PO43-,参加反应的铜离子可与生成的PO43-以磷酸铜沉淀形式同时去除,实现了以废治废。研究了在Cu存在条件下Mn、Ce的添加对湿式催化氧化磷霉素钠废水的影响,结果表明Mn/Cu、Ce/Cu、Mn/Ce/Cu协可使COD去除率分别提高至72.4%、66.7%和57.8%,其中Mn与Cu协同作用效率最高,在初始氧分压为1.6 Mpa时,COD去除率可提高至72%,99%以上的有机磷被降解,出水BOD5/COD可提高至0.85,提高了废水的可生化性。采用浸渍沉淀法分步将铜、锰这两种活性组分担载在沸石载体上、在600℃焙烧3h时得到非均相催化剂的活性和稳定性最好,废水COD去除率可达82.5%,铜锰的浸出浓度分别为0.402 mg/L和0.311 mg/L。并采用了X-射线荧光光谱、扫描电子显微镜、热重分析、氮气吸附脱附、X射线衍射光谱、红外光谱对催化剂进行了表征。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 文献综述
• 1.1 制药药废水的产生及特性
• 1.1.1 制药废水的产生
• 1.1.2 磷霉素钠和黄连素
• 1.1.3 磷霉素钠制药废水的产生及性质
• 1.1.4 制药废水的处理现状
• 1.2 湿式氧化的发展及现状
• 1.2.1 湿式氧化
• 1.2.2 催化湿式氧化
• 1.3 湿式氧化催化剂
• 1.3.1 催化剂载体
• 1.3.2 非均相催化剂的制备方法
• 1.4 本研究的目的意义及内容
• 1.4.1 研究目的和意义
• 1.4.2 研究内容
• 2 实验部分
• 2.1 实验装置、试剂
• 2.1.1 实验装置
• 2.1.2 实验试剂
• 2.2 分析项目及方法
• 2.2.1 磷霉素钠实际废水水质
• 2.2.2 分析项目及分析方法
• 2.2.3 WAO产物的定性方法
• 2.3 催化剂的表征
• 2.3.1 X-射线荧光光谱
• 2.3.2 氮气等温吸附脱附曲线和红外
• 2.3.3 热重分析和X射线衍射
• 2.3.4 扫描电镜
• 2.3.5 催化剂的评价
• 2.4 WAO实验装置及操作步骤
• 2.4.1 WAO实验装置
• 2.4.2 实验操作步骤
• 2.4.3 实验试剂
• 3 湿式氧化处理磷霉素钠模拟废水
• 3.1 芬顿实验
• 3.2 WAO处理低浓度磷霉素钠模拟废水
• 3.2.1 低温条件湿式氧化磷霉素钠的处理效果
• 3.2.2 湿式氧化处理低浓度废水的影响因素
• 3.2.3 湿式氧化出水产物的检测
• 3.3 WAO处理高浓度模拟废水
• 4 湿式氧化处理磷霉素钠、黄连素混合废水的研究
• 4.1 磷霉素钠、黄连素制药废水混合液的体积配比
• 4.2 WAO处理磷霉素钠-黄连素混合制药废水
• 4.2.1 反应停留时间对WAO处理混合制药废水的影响
• 4.2.2 Mn、Ce、Cu协同催化对WAO降解效率的影响
• 4.2.3 初始氧分压对WAO去除COD、降解有机磷的影响
• 5 非均相催化剂的研究
• 5.1 引言
• 5.2 催化剂的制备
• 5.2.1 活性组分负载顺序对催化剂性能的影响
• 5.2.2 载体种类、铈元素的掺杂以及焙烧温度对催化剂性能的影响
• 5.3 非均相催化剂的活性与表征
• 5.3.1 催化剂的活性及稳定性
• 5.3.2 催化剂及其载体的物理性质及化学组成
• 5.3.3 非均相催化剂红外和SEM表征
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢