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活性炭載氧化鐵催化劑

該催化劑屬專利技術(shù)，適用于在20~25℃條件下處理含酚廢水和焦化廢水。含酚廢水是一種對人類危害十分嚴(yán)重而又普遍存在的工業(yè)廢水，酚類化合物，可使蛋白質(zhì)凝固，對人類、水產(chǎn)生物及農(nóng)作物都有極大危害。鋼鐵工業(yè)、煤氣化工業(yè)中的煉焦工藝是以煤為原料，在隔絕空氣條件下將煤加熱到960~1000℃，得到焦碳和一些化工產(chǎn)品，同時(shí)，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量難以生物降解的芳香族有機(jī)化合物、雜環(huán)及多環(huán)化合物，且酚含量較高，處理比較困難，這些污染物如果未經(jīng)處理或處理不當(dāng)隨廢水排放，將對水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染。尋找高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好的處理方法一直是含酚廢水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。含酚廢水處理目前常用的方法有：生化法、Feton試劑氧化法、催化濕式氧化法等。華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院提到（華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)22(2005，4)79~81）生化法對焦化廢水進(jìn)行處理，處理后水的酚、氰含量基本達(dá)標(biāo)，但生化處理后的廢水色度仍然很高，含有大量難降解有機(jī)物，其COD不能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，在不改變主體生化法工藝的情況下，還需要對生化系統(tǒng)的外排水進(jìn)行深度處理。Fenton試劑是Fe2+和H2O2的組合（Chem. Soc．65(1894)899~9lo），在酸性（2.5~4.0）條件下Fe2+能有效地催化H2O2產(chǎn)生OH—，OH— 具有極強(qiáng)的氧化能力，它可將有機(jī)污染物在短時(shí)間內(nèi)氧化降解。由于Fe2+是溶解在溶液中的，F(xiàn)e2+難與反應(yīng)介質(zhì)分離回收，易流失和引起二次污染。催化濕式氧化法是八十年代國際上發(fā)展起來的一種處理高濃度難生物降解有機(jī)廢水的處理技術(shù)（U S 4699720,1987）。它是在反應(yīng)釜中，在催化劑作用下，于高溫高壓條件下用氧氣或空氣直接將污水中的有機(jī)物氧化成CO2、H2O等無害物，以達(dá)到凈化的目的。至今有多種過渡金屬氧化物被認(rèn)為對濕式氧化有催化活性，大連化學(xué)物理研究所的杜鴻章、房廉清等人在（水處理技術(shù)23(1997，2)83-87）提到的貴金屬系列催化劑的活性高、壽命長，是催化濕式氧化法較有效的催化劑，但由于該方法所用的催化劑價(jià)格昂貴，污水處理所用的設(shè)備成本高，使其應(yīng)用受到極大限制。技術(shù)內(nèi)容：主要解決的技術(shù)問題是：提出一種價(jià)格低廉，可回收的，在20~25℃條件下處理含酚污水簡便易行的催化劑。活性炭載氧化鐵催化劑，其組分和含量為：氧化鐵重量百分比含量為1.0~10.0％，活性炭重量百分比含量為90.0~99.0％。活性炭載氧化鐵催化劑處理含酚廢水的方法：取含酚廢水或焦化廢水100mL放入250mL錐型瓶中，加入制備好的氧化鐵重量百分比含量為1.0％的活性炭載氧化鐵催化劑1.5g，調(diào)節(jié)溶液pH=5．0，于20-25℃攪拌20~30min，過濾，濾液即為處理過的含酚廢水。用氧化鐵重量百分比含量為2.0％或5.0％的活性炭載氧化鐵催化劑處理含酚廢水，具有與氧化鐵重量百分比含量為1.0％的活性炭載氧化鐵催化劑同樣的效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)：活性炭載氧化鐵催化劑制備方法簡便易行，價(jià)格低廉，可回收，在20~25℃條件下處理含酚污水簡便易行。活性炭載氧化鐵催化劑的制備是以三氯化鐵(FeCl3)和活性炭為原料，將鐵氧化物載到活性炭上，催化劑制備方法簡便、價(jià)格低廉、穩(wěn)定性好、易于回收、催化活性高。用該催化劑處理含酚廢水，可在pH=5.0的弱酸性條件下，在20~25℃的室溫條件下直接進(jìn)行，不需要加熱，大大地節(jié)約了能源，活性炭載氧化鐵催化劑可直接處理污水，不需要加H2O2或通O2，易于操作，反應(yīng)條件溫和，處理成本低廉，COD能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)(<150mg/L)，COD去除率高，可達(dá)到94％以上。

北京交通大學(xué) 2021-04-13

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