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连续催化湿式过氧化处理腈纶废水研究

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【中文关键词】连续流固定床反应装置  COD去除率  
【摘要】试验选择了连续流固定床反应装置,考察了反应温度、进料流量、催化剂投加量、H2O2投加量等因素对COD去除率的影响。
【部分正文预览】

腈纶有“人造羊毛”之称,其制成品比重小、保暖性好、手感柔软,抗日晒和防霉、防蛀、牢度高。腈纶纤维广泛应用在民用、医用和军用等方面。但是由于腈纶生产工艺过程中加入二甲基甲酰胺、丙烯腈、EDTA、壬基酚聚氧乙烯醚等原料,在聚合反应中又生成不同分子量的聚丙烯腈,因此使得腈纶废水成分复杂,处理难度大。腈纶污水的达标治理已成为国内环保领域公认的难题。

催化湿式氧化技术(CWAO)是20 世纪70 年代发展起来的一种适于处理高浓度、有毒有害、难生物降解废水的高级氧化技术。它是在一定温度和压力条件下,加入合适的催化剂以氧气为氧化剂能有效降解有机物,使其分解为二氧化碳和水或小分子有机物的化学氧化过程。
 
CWAO 法对有机污染物的处理效率高,二次污染小,并对污染物没有选择性,但是,由于CWAO 法需要高温高压的条件,通常反应条件[5-6]是150~350 ℃,0.5~20 MPa,温度升高,加快反应速率,缩短反应时间,而压力的增加,目的是为了提高氧传质速率及液相中的氧浓度,却带来了设备运行的风险[7-8]。因此,使用过氧化氢代替氧作为氧化剂,使反应条件更温和,该工艺即为连续催化湿式氧化技术(CWPO)。在高级氧化技术中,CWPO 是一个有前途的研究领域[9-11]。CWPO 在催化剂的作用下,促使H2O2 分解产生羟基自由基(·OH),而·OH 是一种高活性的非选择性氧化物,具有强大的电性能,它可以几乎完全降解环境中的水溶性有机污染物。
 
本文以Mn 和Ce 的硝酸盐为活性组分的前驱物,以介孔分子筛SBA-15 为载体,制备了负载型催化剂MnOx/SBA-15、CeOx/SBA-15 及MnOx-CeOx/SBA-15,以H2O2 代替纯氧作为氧化剂,在连续流固定床反应器中温和条件下催化湿式氧化工艺处理腈纶废水。
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