催化湿式氧化技术中催化剂的研究进展

催化湿式氧化技术在高浓度难降解有机废水的处理中显示出特殊的适用性,高活性、高稳定性的催化剂是其推广应用的关键。文章介绍了均相和非均相催化剂在催化湿式氧化技术中的应用,并结合新型催化剂的研究进展,就如何发展催化剂提出了一些建议。     

催化湿式氧化高浓度十二烷基苯磺酸钠废水催化剂的研究

以过渡金属氧化物CuO为主活性组分通过对Co3O4的复合和掺入电子助剂CeO2的考察,研制出适用于催化湿式氧化处理高浓度十二烷基苯磺酸钠(SDBS)废水的复合催化剂。考察了各组分浸渍液浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂的催化活性和稳定性的影响,确定了最佳制备条件。结果表明制备的催化剂在合适的条件使CODCr去除率达到88.4%。     

碱渣废水湿式氧化催化剂的研究

选择了Cu、Mn、Cu-Mn-Ce、Cu-Mn、Mn-Ce、Cu-Zn和Cu-Mn-Co七种活性组分,负载于-γAl2O3上,试验制备催化剂并对其用于碱渣废水湿式氧化的活性和稳定性进行了研究,结果表明MnOx/-γAl2O3在反应温度为200℃,室温下氧分压为1.0 MPa,反应搅拌速率为200 r/min,反应时间为2 h的试验条件下具有良好的催化性能;对COD、硫化物、挥发酚的质量浓度分别为16 149、19、3 326 mg/L,pH值为10.0的碱渣废水,经过酸化预处理的中和水通过该催化剂的催化湿式氧化处理,COD的去除率可达86.6%;同时,对MnOx/-γAl2O3负载型催化剂的制备条件也进行了研究和优化,并通过X射线衍射、BET比表面分析和孔径分析等对催化剂性能作了进一步研究,结果表明,550℃的焙烧温度下催化剂的活性成分是呈自发单层分散状态的不同价态的氧化锰,随着反应的进行,5～11 nm范围内的孔体积有较明显的减少,比表面积和孔总体积都有所下降,活性组分有部分溶出。     

湿式催化氧化催化剂及其活性组分流失控制的研究

湿式催化氧化技术是一种处理高浓度、难降解有机废水的高效、可行的技术,但是在使用过程中,活性组分易流失,在工业化应用中带来催化活性降低、使用寿命变短、投资成本增高等问题。文中介绍了湿式催化氧化技术及催化剂研究,着重讲述催化剂流失机理、影响因素以及提高催化剂稳定的方法,同时对相关实验和成果也做了介绍。     

催化湿式二氧化氯氧化法的研究

通过浸渍法制备了包含四类主活性组分的负载型催化剂,用于二氧化氯催化湿式氧化(CWCDO)处理印染废水、有机农药废水.由实验确定了催化湿式氧化的条件,结果表明,四元组合MnO2-CuO-CeO2-V2O5(质量比为2:4:1:1)催化剂性能较好,反应在常温常压下,维持pH为3.0～5.0,反应时间为30 min时,COD的去除率大于85%,色度去除率大于90%.     

过氧化氢湿式催化氧化技术处理高浓度染料废水的研究

本文以过氧化氢(H2O2)为氧化剂,在常温常压下,对高浓度染料废水用湿式催化过氧化氢氧化法(CatalyticWetHy-drogenPeroxideOxidation简称CWPO)处理,可达到比较满意的结果。通过实验室的小试规模确定了各种湿式催化氧化的条件,通过不同催化剂处理效果的比较表明,四元组合MnO2-CuO-CeO2-Fe2O3(摩尔比2:4:2:1)催化剂性能较好,当反应在常温常压下,维持pH在弱酸性的范围,反应时间为40～60min,COD的去除率大于80%,色度去除率大于90%,达到了比较满意的处理效果。     

湿式氧化-催化湿式氧化联用处理定影废水

采用湿式氧化(WAO)-催化湿式氧化(CWAO)两段工艺处理定影废水,重点考察了反应时间、温度、压力、pH等因素对WAO处理效果的影响,并进行了CWAO处理WAO出水氨氮的尝试,取得了较好的效果.实验确定WAO适宜的反应条件:温度为160℃、氧分压为1 MPa、反应时间为2 h、进水pH为4.8.该条件下的CODCr去除率达79%,出水pH为1.4.CWAO处理WAO出水时所选定的反应条件:pH为12.9、温度为250℃、氧分压为3 MPa、反应时间为2 h.采用CWAO和WAO联用的方法处理定影废水,CODCr去除率达99.8%,氨氮去除率达97.8%,pH为5.6.     

Ru/TiO_2催化剂制备及其在有机酸废水湿式氧化中的应用

以纳米TiO_2为载体,通过优化制备方法,合成了高活性的Ru/TiO_2贵金属催化剂,采用X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附、程序升温还原(H_2-TPR)和透射电镜(TEM)等手段对催化剂进行表征,并将制备的催化剂应用到湿式氧化处理3种有机酸模拟废水中。研究表明,氢气还原有助于Ru在TiO_2表面的分散,由此制备的催化剂氧化活性较高。在200℃,初始氧压3 MPa的条件下反应2 h,Ru/TiO_2在湿式氧化处理丙烯酸、丁二酸和乙酸有机酸模拟废水时,化学需氧量(COD)去除率分别达到95.3%,91.6%和70.1%。     

催化湿式氧化中锰铈催化剂的研究进展

催化湿式氧化技术是一种通过选用适当催化剂,处理高浓度、高毒性以及难生物降解有机废水的有效方法。以Mn、Ce为活性成分的催化剂,具有成本低,活性高、稳定性和选择性好等优点。因此,锰铈催化剂已成为国内外的研究应用的热点。本文评述了锰铈催化剂的制备方法及应用概况,研究了催化剂的失活机理,探讨了催化剂再生措施,以期对有关研究者提供一定的参考。     

催化湿式氧化降解甲基橙废水催化剂的制备与活性研究

以γ-Al2O3为载体,Fe、Mn、Cu和Zn的硝酸盐为活性组分的前驱物,采用浸渍焙烧法制备了负载型催化剂,并分别以H2O2和NaClO为氧化剂,对比了在常温常压条件下催化湿式氧化工艺中处理甲基橙AO52模拟废水的效果,考察了各种条件对催化剂活性的影响。结果表明,Fe2O3/γ-Al2O3表现出较好的催化活性和稳定性,H2O2为适宜的氧化剂;以100 mmol·L-1的Fe(NO3)3溶液浸渍15 h,烘干后在350℃焙烧3 h,得到兼具活性与稳定性的Fe2O3/γ-Al2O3催化剂;当Fe2O3/γ-Al2O3和H2O2投加量分别为30和1.65 g·L-1时,处理4 h后,废水的脱色率、COD去除率和TOC去除率最高分别达88.21%、78.57%和83.20%。     

催化湿式氧化处理农药废水的研究

利用担载型双金属活性组分催化剂，考察了反应温度、压力、进料空速和V（空气）：V（H2O）（体积比）等反应条件对催化湿式氧化处理某农药废水效果的影响。对于该种废水，在4．2MPa，245℃，空速为2．0h^-1，V（空气）：V（H2O）＝300的反应条件下，废水的COD去除率可达到91．3％。经处理后废水的BOD5／COD＞0．5，说明其可生化性能良好。     

湿式氧化催化剂的研究

摘要叙述了一型湿式氧化催化剂的研制情况和用于处理工业废水的效果,给出了有关小型试验结果。     

催化湿式氧化法处理噻螨酮生产废水的试验

采用CuO-MnO2-La2O3为催化剂,以催化湿式氧化技术处理噻螨酮生产过程中产生的的高浓度有机废水.试验结果表明,用该复合催化剂在处理此种有机废水时表现出较好的催化活性.在230℃,氧气分压为2.5MPa和pH值为7.3的条件下,当废水CODCr的质量浓度为15 730 mg/L,在120 min内,CODCr去除率达到96.1%,而在相同条件下未加催化剂的湿式氧化CODCr去除率只有50.3%.     

高浓度有机废水的均相催化湿式氧化影响因素

乳化液废水的均相催化湿式氧化实验发现,单一金属盐催化活性:Cu(NO3)2＞MnSO4＞CoCl2.考察了不同反应条件(温度、氧分压、进水有机物浓度)对铜盐均相催化湿式氧化的影响,结果表明,该工艺在200℃活性最高,在进水COD 48 400 mg/L,反应2 h时,COD去除率为86.6%;供氧量以初始氧分压0.93～1.16 MPa(25℃)为宜;该工艺在较宽进水浓度范围内有较高的去除率.     

催化湿式氧化法在苯酚废水预处理中的应用研究

与湿式空气氧化相比，催化湿式氧化可以在温和条件下达到较好的废水处理效果。考察了CuO/η－Al2O3和活性炭两种催化剂处理苯酚废水的催化效果，结果表明在温和条件下可以达到较高COD去除率：在140℃下，催化湿式氧化1h，CODcr去除率分别达到93．2％和88．4％。在160℃下，催化湿式氧化1h，CODcr去除率分别达到93．4％和90．1％。在140℃下，苯酚废水经过湿式空气氧化1h后，BOD5／CODcr仅仅达到0．08，不适合后续生物法处理；使用活性炭催化剂，BOD5／CODcr达到了0．18，而使用CuO／η－Al2O3催化剂，BOD5／CODcr达到了0．30，因此，用CuO／η－Al2O3催化剂处理苯酚废水可以在较低温度下达到预处理效果。     

Efficient mineralization of sugar industry wastewater by catalytic wet air oxidation as an eco-friendly method and its kinetic modelling

In this study, catalytic wet air oxidation using lanthanum cobalt oxide (LaCoO₃) as catalyst was employed for the efficient treatment of synthetic sugar industry wastewater in a single process. A parametric study was performed to determine the optimum conditions. The results showed that reaction temperature and theoretical air percentage were the most effective parameters. Sugar derivatives were almost completely destroyed at the optimum conditions and total organic carbon (TOC) and chemical oxygen demand (COD) removals were determined as 91% and 87%, respectively, indicating a high mineralization degree, which was the main goal of advanced oxidation. The reaction kinetics were investigated by pseudo-homogeneous and heterogeneous models based on two different parameters: sucrose and TOC concentration. The degree of fit showed that the reaction order was determined as two for the pseudo-homogeneous approach. According to the surface concentration calculations for heterogeneous models, the presence of mass transfer limitations was only observed for oxygen as gas reactant. All heterogeneous models also fitted the reaction rate data accurately, but the Mars–van Krevelen was the selected model for sucrose and TOC oxidation with the best fit.     

湿式催化氧化/膜过滤组合工艺膜过滤机理

采用湿式催化氧化/膜过滤组合工艺,以Mo-Zn-Al-O粉末作为催化剂降解阳离子红GTL模拟染料废水,探讨在膜过滤过程中平均孔径为0.1 μm的微滤和0.022 μm的超滤聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜的过滤机理。实验结果表明,两种膜过滤组合工艺对染料的降解效果均优于单独湿式催化氧化,0.01 MPa恒压条件下运行120 min后微滤和超滤的膜通量分别衰减了26.63%和16.48%,其原因是粉末催化剂可在微滤膜孔内部沉积形成中间阻塞过滤,后在表面形成滤饼层;而在超滤膜表面仅形成滤饼层。通过实验结果对膜阻力进行计算,可知在相同反应过程后微滤膜产生的不可逆阻力大于超滤膜。在不同反应条件下,催化剂的沉积量与膜阻力呈现线性相关。