?防治技术?
催化氧化法处理有机废水催化剂的选择应用
李启良,陈建林
(南京大学环境学院,江苏南京 210093)
摘 要:催化氧化法是处理难降解有机废水的一项重要的新技术。在对化学氧化法的不断改进中,逐步发展出湿式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法和多相催化氧化法。不同的氧化方法所用的催化剂不相同,有机化合物的种类和结构不同,催化剂与氧化剂之间存在匹配问题,因此对催化剂要进行筛选评价。
关键词:废水处理;催化氧化;催化剂
中图分类号:X703.5;O643.36 文献标识码:A 文章编号:1004-695X(2003)02-0034-03
R evie w on Selection of C atalysis in C atalytic Oxidation
LI Qi2liang,CHE N Jian2lin
(School o f the Environmental,Nanjing Univer sity,Nanjing,Jiangsu210093,China)
Abstract:The treatment of organic wastewater with catalytic oxidation methods is a totally new technology.The paper introduces the progress in the selection of catalysts in the treatment of organic wastewater with four basic catalytic oxidation methods(wet catalytic oxida2 tion,photo catalytic oxidation,hom ogeneous catalytic oxidation and heterogeneous catalytic oxidation).The different kinds and different compositions of organic wastewater should be treated with different catalytic oxidation method,s o it is necessary to study on catalysts match2 ing with different oxidants in treating with specific organic wastewater.
K ey w ords:Wastewater treatment;Catalytic oxidation;Catalysts review
对有机化工行业每天排放大量有机废水的处理中,催化氧化法具有独有的优势而成为研究的重点。该法不仅可以改善废水的可生化降解性,在物化和生化处理之间架设了一座桥梁,而且可以作为单独处理工艺来应用,是废水处理的一项新技术,国内外已进行了广泛深入的研究。其中,研究较多的是寻找新型、高效、稳定性好、成本低廉的催化剂。
在对化学氧化法不断改进的过程中,逐步发展了湿式催化氧化等方法[1]。不同的氧化方法应用的催化剂不相同,而且由于氧化催化剂具有选择性,有机化合物的结构和种类不同以及催化剂与氧化剂存在匹配问题,因此要对催化剂进行筛选评价。催化剂一般分为光敏化半导体材料、过渡金属盐及其氧化物和复合氧化物四大类(表1)。在形态上可分为均相和非均相两种;从催化剂的组成又分贵金属和非贵金属两种。作者将分别作评述,并简介催化作用的机理。
1 湿式催化氧化催化剂
湿式催化氧化技术始于20世纪70年代。它
表1 催化氧化法常用催化剂[2]
类 别催化剂
金属盐
PCl2,RuCl3,RbCl3,IrCl4,K2PtO4,NaAuCl4,NH4ReO4,
AgNO3,Na2CrO7,Cu(NO3)2,CuS O4,C oCl2,NiS O4,
FeS O4,MnS O4,ZnS O4,SnCl2,Na2CO3,Cu(OH)2,
Cu(Ⅱ),CuCl2,FeCl2,CuS O4-(NH4)2S O4,MnCl2,
Cu(BF4)2,Mn(AC)2
氧化物
W O3,V2O5,M oO3,Z rO4,T aO2,Nb2O5,H fO2ΠOsO4,CuO,
Cu2O,C o2O3,NiO,Mn2O3,CeO2,SnO2,Fe2O3
复合
氧化物
CuO-Al2O3,MnO2-Al2O3,CuO-S iO2,CuO-ZnO-
Al2O3,RuO2-CeO2,RuO2-Al2O3,RuO2-Z rO2,RuO2
-T iO2,Mn2O3-CeO2,Rh2O-CeO2,PtO-CeO2,IrO2-
CeO2,PdO-T iO2,C o3O4-BiO(OH),C o3O4-CeO2,
C o3O4-BiO(OH)-CeO2,C o3O4-BiO(OH)-Ln2O3,
CuO-ZnO,“OG”,SnO2-Sb2O4,SnO3-M oO3,Fe2O3-
Sb2O4,SnO2-FeO3,Fe2O3-Cr2O3,Fe2O3-P2O5,Cu-
Mn-Fe氧化物,Cu-Mn氧化物,Cu-Mn-Zn氧化
物,C o-Mn-Zn氧化物,C o-Cu氧化物,Cu-Mn-C o
氧化物
光敏化
半导体T iO2,ZnO,CdS,W O3,Fe2O3
是在高温高压和催化剂作用下,使氧化剂迅速反应分解出活性基团(自由基),进而氧化分解有机物,
最终产物为C O
2
,H2O及N2等无害物质。其技术的关键是研制高氧化活性、高稳定性的催化剂。
收稿日期:2002-12-13;修订日期:2003-02-18
作者简介:李启良(1973—),男,湖北黄岗人,南京大学在读硕士研究生,主要研究废水处理技术与资源化。
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第16卷 第2期污染防治技术2003年6月
湿式催化剂在水热条件下使用,在反应过程中会产生有机酸类物质,反应器中的pH值会迅速下
降,因此要求催化剂及其载体能抗酸碱腐蚀,且有良好的稳定性。目前应用于湿式催化氧化的催化剂主要有过渡金属及其氧化物、复合氧化物和盐类。其中贵金属系列和铜系列催化剂研究最多。贵金属催化剂催化活性高、稳定性好,但是价格昂贵,而铜系列催化剂催化活性较高却存在铜的溶出问题,因此研究者进行了将贵金属担载于某些载体上,以减少贵金属组分含量的研究。杜鸿章等人[3]经过实验筛选出用T iO
2
担载贵金属催化剂Ru和添加稀土元素的双组分催化剂处理焦化废水,催化剂性能优于国外同类产品,处理后的废水指标远低于国家排放标准。日本的Higashi,K unishige等[4]
用PtΠAl
2
O3作催化剂,在150℃反应温度下,80min 使苯酚完全分解。另一些学者则将非贵金属制成复合催化剂试验它们的催化性能。宾月景[5]等人考查4个系列15种催化剂处理染料中间体H-酸溶解,发现Ce和Cu组合催化性能最好,C OD去除率达到92%以上。严莲荷等人[6]优选13种催化剂处理分散染料废水,得出Al,Cu复合催化活性最
高。杨琦等人[7]用ABO
3稀土类催化剂湿式氧化处理香料废水效果较好。日本的Imamura[8]用Mn -Ce复合氧化物催化剂湿式氧化处理乙酸、吡啶等,认为其催化效果优于可溶性的铜盐。意大利的Leitenburg[9]研究了用催化剂CeO2-ZrO2-CuO和CeO2-ZrO2-MnO2的混杂物处理乙酸,发现Cu(或Mn)与Ce之间的协同作用能提高催化活性,并且溶出量极少,稳定性好。可见稀土作为优良的载体,可望得到关注和应用。
2 光催化氧化催化剂
光催化降解法的研究始于20世纪70年代,是目前研究较多的一项技术。它利用光敏化半导体材料在具有一定能量的光照射下激发出电子-空
穴对,使吸附在半导体表面的DO,H
2
O(也包括H2O2和O3)迅速反应分解出活性基团(或称自由基)与同样吸附在半导体表面的有机物发生一系列
的氧化还原反应,最终产物为C O
2
,H2O等。此法的优点在于可以利用太阳光在常温常压下进行,且光敏半导体来源广泛、回收利用技术简单,从而得到重视,其在废水、饮用水的深度处理方面有许多报导。但是,存在处理效率不高的问题,主要原因可能是产生的电子-空穴对易复合。
用于光催化氧化的催化剂(或称光敏化剂)是硫族氧化物如W O
3
,T iO2,ZnO等N型半导体材料,
其中T iO
2性能最优。T iO2可以制成粉末状,作单一催化剂使用,也可负载于适宜的载体上,还可以在其表面负载少量的金属杂质,以提高催化活性。
郭新章等人[10]用T iO
2、W O3对活性染料水溶液进
行光催化降解,结果表明,T iO
2对活性艳蓝X-BR
染料的降解能力比W O
3强;陈梅兰等人
[13]以T iO
2 (锐钛型)光催化降解有机溴杀虫剂,3h内,杀虫剂
降解率达7315%;Y in Zhang等人[12]将T iO
2负载在
硅胶、玻璃纤维等上光降解三氯乙烷,发现T iO
2
/硅
胶效果最佳;谭湘萍等人[13]比较了新型载银T iO
2
和单一T iO
2
催化剂降解印染废水,发现载银T iO
2
效果明显好于单一T iO
2
催化剂,C OD去除率大幅提高;岳林海等人[14]用掺杂体系AgΠZnO降解甲基对硫磷水溶液,发现有氧存在下,经UV照射降解是有效的。光催化剂从单相催化剂到复合剂使催化效果得到较大提高,但是存在电子-空穴对的复合,光量子效率一般不高,并且光催化反应效率易受溶液中的溶解氧、无机电解质的影响,制约了光催化氧化的推广应用。
3 均相催化氧化催化剂
均相催化氧化法中催化剂是以分子或离子水平对反应过程起催化作用,所以属可溶性的催化剂,常用的均相催化剂为可溶性的金属盐如铜盐、铁盐、锌盐以及锰盐。其中研究最广泛的是Fenton
试剂法,催化的机理为Fe2+或Fe3+加速H
2
O2分解出?OH自由基,使溶液中的有机物被?OH迅速氧化降解。祝万鹏等人先后研究了用Fenton试剂处理DS D酸氧化母液[15]和H酸生产废液[16],结合混凝工艺C OD和色度的去除率分别达90%和95%;
鲁军等人[17]采用H
2
O2/Fe3+对含酚废水进行催化氧化的研究结果表明,在酸性pH范围内,Fe3+作催化剂可获得不低于Fe2+的催化活性,对酚,C OD和T OC都有较好的去除率;村上幸夫等人[18]以甲醛、甲醇为对象,对Cu、C o、Ni、Fe、Mn、V盐的催化能力进行了研究,发现Cu盐具有明显的催化作用;张秋波等人[19]对煤气化废水的均相催化氧化进行了研究,结果表明硝酸铜以及它与氯化亚铁的混合物具
有很高的催化活性;台湾的Lin[20]用CuS O
4和CuNO3作催化剂处理脱浆废水,C OD去除率达
53
80%以上;David D.Leavitt等人[21]发现硝酸铵在均相催化氧化2,4-二氯氧基乙酸中优良的催化性能,几乎使水中的有机物完全分解。均相催化剂在湿式催化氧化法中应用较多,具有出色的催化性能和价廉易得的优势,但是均相催化剂易流失,对环境造成二次污染,需要后续的处理以回收催化剂,使反应流程复杂化,提高了废水处理成本。
4 多相催化氧化催化剂
多相催化氧化法是利用固体催化剂在常温常压下加速液相(或气相)的氧化反应,它一般在固相与液相(或气相)间进行,催化剂以固态存在,易与废水分离,克服了均相催化氧化法催化剂的流失问题,简化了处理流程。常用的氧化剂为臭氧,催化氧化的机理为固体催化剂加速了臭氧的分解,产生氧化能力更强的?OH自由基。
张彭义等人[22]制备了以y-氧化铝为载体的负载型镍、铜氧化物催化剂,以臭氧作氧化剂催化处理吐氏酸废水,结果表明铜、镍单组分和双组分均能不同程度地提高臭氧的利用效率;张彭义等人[23]随后又进行了臭氧Π活性炭催化体系对三种相差很大的有机物的降解试验,发现活性炭对臭氧氧化的协同作用与废水的种类密切相关;翼小元等人[24]试验了几种多相催化剂催化氧化处理吐氏酸废水,结果表明过渡金属Ni
2
O3与MnO2有较高的催化活性,Cu,Fe等金属的氧化物没有明显的催化活性,但与Ni,Mn等组分混合,却能体现较高的催
化活性,而且添加少量的K
2
O具有明显的助催化
作用。张仲燕等人[25]研究了以CuOΠγ-Al
2
O3作催
化剂,用H
2
O2催化氧化活性艳红X-3B溶液,效果良好,降解2h,C OD去除率为78%,脱色率达99%以上,且催化剂可再生使用。多相催化剂一般为过渡金属氧化物及其复合氧化物作活性组分负载在适宜的载体上,常用的载体为活性炭、γ-Al2O3、硅藻土等,用浸渍法或共沉淀法制成,将其固定在反应器中使用,流程非常简单。
5 结 语
有机废水种类繁多,所用催化剂多种多样,因此针对不同种类的有机废水,如何选择适宜的催化体系(由催化剂、氧化剂和有机废水组成的系统)达到理想的降解效果和探索其催化氧化的机理是环境工作者面临的实际课题,也是今后研究重点。
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常温常压二氧化氯催化氧化处理高浓度有机废水 随着现代工业的迅猛发展，各种废水的排放量逐年增加，且大都具有浓度高、生物降解性 差甚至有生物毒性等特点，国内外对此类高浓度难降解有机废水的综合治理都予以高度重视并 制定了更为严格的标准。目前，部分成分简单、生物降解性略好、浓度较低的废水都可通过传 统的工艺得到处理，而浓度高、难以生物降解的废水却很难得到彻底处理，且在经济上也存在 很大困难，如何去除或转化这类废水中的各种有毒物质，不仅是当前国内外水处理领域非常活 跃的研究方向，也是我国21世纪水问题中迫切需要解决的难题之一。 氧化方法是一种“破坏性”技术，具有广谱的去除毒害有机物效果，氧化法能将废水中的 有机污染物氧化或彻底去除。目前氧化方法有：化学氧化法、光化学氧化法、催化湿式氧化法、超临界水氧化法、光化学催化氧化法、生物氧化法等。 化学氧化法通过化学反应毒害有机物被氧化为微毒或无毒的物质，或者转化为容易与水分离的形态，由于氧化剂的不同可分为臭氧、过氧化氢、二氧化氯及高锰酸钾氧化等。湿式氧化 法是在高温高压下，利用氧化剂将废水中的有机物氧化为二氧化碳和水。超临界水氧化技术是 20世纪80年代中期由美国学者Modell提出的一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术， 其原理是在超临界水的状态下将废水中所含的有机物用氧化剂迅速分解成水、二氧化碳等简单 无害的小分子化合物。光化学氧化是通过氧化剂在光的辐射下，产生氧化能力较强的自由基而 进行的，根据氧化剂的种类不同，可分为UV/H2 02，u.u03及UV/H2 02 /03等系统。光催化氧化法主要是指UV/Fenton试剂法和半导体光催化氧化。光化学氧化和光催化氧化处理低浓度废水效果较好，工业化较复杂，实际工程应用不多。湿式氧化和催化湿式氧化，具有使高 浓度难降解有机物氧化或偶合，氧化效率高，分解速度快的优点，但是同时还具有催化剂费用 高，反应装置复杂，需要高温高压设备及配套设施，防腐困难等缺点，而且投资大。超临界水 氧化技术目前还处于实验室阶段，工业应用难度较大，而且投资大，运行成本高。 由于以上各种方法对于污染物处理条件的要求很苛刻和实际推广应用方面存在的局限性， 人们为开发不受上述问题影响的方法付出了许多努力。近年来，常温催化氧化技术受到了人们 的广泛关注。催化氧化法的研究核心是寻找性能优良，具有广谱催化作用的催化剂，提高催化 剂的催化效果，减少催化剂的损耗及中毒现象，使其能在工业废水处理中更好地发挥作用。催
PAC、PAM处理废水的原理 PAC是常用的无机盐混凝剂，是聚合氯化铝，，分子量150万－900万，商品浓度一般为8％。PAC的作用是通过它或者它的水解产物的压缩双电层、电性中和、卷带网捕以及吸附桥连等四个方面的作用完成的，将能被氧化剂氧化造成COD的颗粒物质沉淀下来过滤掉，从而降低了COD，颗粒物质的沉淀，毫无疑问的降低了ss，所谓BOD是指水中有机物被好氧微生物分解时所需要的氧量，它反应了在有氧的条件下水中可生物降解的有机物量，如果说这些有机物被沉淀去除的话BOD就会降低。而PAM是高分絮凝剂，有机高分子絮凝剂具有在颗粒间形成更大的絮体由此产生的巨大表面吸附作用。降低水中的各项指标的原理同上。 值得注意的是，任何水处理的方法都是有局限性的，也就是说不一定利用絮凝和混凝剂都能降低水中的各项指标，如果水中的有机物质全部溶解，不成为胶体，也没有以颗粒状形式存在的情况下，投加絮凝剂和混凝剂作用甚微。 PAM为聚丙烯酰胺，PAM的现在主要有3种,阴离子,阳离子,阴阳离子它们根据离子种类不同,要求的溶液环境也不同,阴离子在偏碱性的条件下效果会好一点,阴阳离子在酸性条件下会好一点，另外根据离子种类不同,用途和效果也不一样,阴离子主要是助凝的。 聚丙烯酰胺polyacrylamide 性质：白色粉末或半透明珠粒和薄片。密度1.30g/cm3(23℃)。玻璃化温度153℃。软化温度210℃。溶于水，水溶液为均匀清澈的液体。水溶液黏度随聚合物分子量的增加明显升高，并与聚合物的浓度变化呈对数增减。除乙酸、丙烯酸、氯乙酸、乙二醇、甘油、熔融尿素和甲酰胺少数极性溶剂外，一般不溶于有机溶剂。由丙烯酰胺单体通过溶液聚合或分散相聚合的方法制取。具有絮凝、增稠、减阻、黏结、稳定胶体、成膜和阻垢等多种功能。广泛地用于造纸、采矿、洗煤、冶金、石油开采等工业部门，是水处理的重要化学品。能与多种试剂反应，使其导入其他基团，而成非离子型、阴离子型和阳离子型等，控制不同分子量、离子型和取代度，在造纸工业可分别用作干增强剂、表面施胶剂、助留 页脚内容1
环境保护科学第２７卷总第１０３期２∞１年２月 湿式催化氧化法处理工业废水 ｎｄｕｓｔｒｉａｌＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈＷｅｔｔｉｎｇＣａｔａｌｙｔｉｃＯｘｉｄｉｚｅＭｅｔｈｏｄ 委英半月雨虹（大连市沙河口区环境监洲站大连１１６０２１） 鹿政理（大连市环境科学设计研究院） 摘要舟培了有机虞水催化氧化处茬的进展情况庭科研＾果． 关■铜穑化曩化催化剂有机废水 Ａ嗨ｔ哺ｃｔＴｈ亡ｓｃｉｅｎｔ讯ｃ弛ｓＨｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎｏ‘ｇａＩＩｉｃｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅ＾ｔｍｅｎｔｂｙ∞ｔａｌ”证ｏｘｉｄｉ钟ｗ强ｉｎｔｒｏ－ｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄ８ｃａｔａＩ”ｌｃｏｘＩｄａｔＩ佣ＣａｔａＩｙ８ｔＯｒ口ａｎＩｃｗａｓｔｅｗａｔ钾 １前育 湿式氧化法是将溶解和悬浮在废水中的有机物及还原性无机物通过液相氧化的方法促进氧化降解或水解来降低水中ＣｏＤ和ＢＯＤ含量的化学处理方法。由于反应时需加热刭适宜温度以及需在密封容器内进行，故有时也称此法为水热分解法。 湿式催化氧化法是湿式氧化法的发展方向，国外在催化剂的筛选、评价、回收、再生等方面开展了大量的研究工作，并开发建立了一系列的工业规模生产装置。 使用本方法处理工业废水时，需要在较高的温度（约２００～２５０℃）和较高的压力（约５０～７０大气压）下以水为介质对有机物进行氧化降解的，所以选择适当的耐压反应容器（反应釜）是实验的主要条件之一。设备投资费用较大，要求较高是本法主要不足之一，而运转费用低。处理效率高是本法得以推广的原因． ２研究动态 自从８０年代以来一些主要国家如美、德、日等国先后对此工艺及设备进行了系统研究，日本１９８５年起京都大学、公害资源研究所、大阪工业试验所以及大阪煤气工程公司等单位均参加该项研 收藕日期２０００～０３—２２ —２２一究．其主要研究项目有： （１）高浓度悬浮有机物的催化剂的研制及耐用性试验，对高浓度ｃｏＤ及氨类的古悬浮物较步的废水进行长期连续性试验。已进入实用阶段，使用的值化剂为球形或无定型颗粒｝对古悬浮钉多的高浓度ｃＯＤ工业废水研制蜂窝状催化荆，对其成型方法、强度、活性、耐用性等进行研究。 （２）在中试装置内用蜂窝状催化剂以及空塔条件下，研究难分解组分的分解特性。 （３）对湿式催化氧化处理后的工业废水进行膜分离和厌氯处理试验。 湿式催化氧化工艺从设备结构来看主要有固定床和流化床两种，同定床又分气相和液相两种。气相固定床催化氧化工艺是在反应器内进行气液分离。优点是反应压力较低，可避免设备堵塞，转化率较高，一般可达９０％以上。液相同定床催化氧化工艺简单，操作方便，使用压力较高，催化剂分离回收有一定困难．漉化床催化氧化工艺可以使催化剂与废水混合均匀，增加反应物与催化剂的接触，设备利用事高Ｉ其催化剂的分离回收方法有离子交换法和液相旋流分离法。为了充分利用反应热，使用两殷换热器和气液分离反应器。 通常中问试验的流程见图１。 万方数据
聚丙烯酰胺应用在城市污水处理领域 城市污水处理一般分为三级，通常城市污水处理以一级处理为预处理，二级处理为主体，三级处理很少使用。一般工厂排出的污水，至少应采取两级处理。 一级处理，系应用物理处理法去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵； 二级处理，系应用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质； 三级处理，系应用化学沉淀法、生物化学法、物理化学法等，去除污水中的磷、氮、难降解的有机物、无机盐等。至于采取哪级处理比较合理，应视对最终排出物的处理要求而定。 污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。一级处理：建议使用中高分子量中水解度的阴离子聚丙烯酰胺产品。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。一般大型污水处理厂多采用以沉淀为中心的一级处理和以活性污泥法（SBR工艺）为中心的废水二级处理，再进行污泥消化处理，对污泥进行浓缩消化和脱水。活性污泥处理（污泥脱水）：一般使用中、高电量，中等分子量的阳离子聚丙烯酰胺，建议使用中高、高离子度的阳离子聚丙烯酰胺产品。
由于城市污水中包含有工业废水，根据地区的不同及工业集中度的不同，水质也大不相同，在使用聚丙烯酰胺作为絮凝剂使用最好根据实验选型来确定。中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加 速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。
?防治技术? 催化氧化法处理有机废水催化剂的选择应用 李启良,陈建林 (南京大学环境学院,江苏南京 210093) 摘 要:催化氧化法是处理难降解有机废水的一项重要的新技术。在对化学氧化法的不断改进中,逐步发展出湿式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法和多相催化氧化法。不同的氧化方法所用的催化剂不相同,有机化合物的种类和结构不同,催化剂与氧化剂之间存在匹配问题,因此对催化剂要进行筛选评价。 关键词:废水处理;催化氧化;催化剂 中图分类号:X703.5;O643.36 文献标识码:A 文章编号:1004-695X(2003)02-0034-03 R evie w on Selection of C atalysis in C atalytic Oxidation LI Qi2liang,CHE N Jian2lin (School o f the Environmental,Nanjing Univer sity,Nanjing,Jiangsu210093,China) Abstract:The treatment of organic wastewater with catalytic oxidation methods is a totally new technology.The paper introduces the progress in the selection of catalysts in the treatment of organic wastewater with four basic catalytic oxidation methods(wet catalytic oxida2 tion,photo catalytic oxidation,hom ogeneous catalytic oxidation and heterogeneous catalytic oxidation).The different kinds and different compositions of organic wastewater should be treated with different catalytic oxidation method,s o it is necessary to study on catalysts match2 ing with different oxidants in treating with specific organic wastewater. K ey w ords:Wastewater treatment;Catalytic oxidation;Catalysts review 对有机化工行业每天排放大量有机废水的处理中,催化氧化法具有独有的优势而成为研究的重点。该法不仅可以改善废水的可生化降解性,在物化和生化处理之间架设了一座桥梁,而且可以作为单独处理工艺来应用,是废水处理的一项新技术,国内外已进行了广泛深入的研究。其中,研究较多的是寻找新型、高效、稳定性好、成本低廉的催化剂。 在对化学氧化法不断改进的过程中,逐步发展了湿式催化氧化等方法[1]。不同的氧化方法应用的催化剂不相同,而且由于氧化催化剂具有选择性,有机化合物的结构和种类不同以及催化剂与氧化剂存在匹配问题,因此要对催化剂进行筛选评价。催化剂一般分为光敏化半导体材料、过渡金属盐及其氧化物和复合氧化物四大类(表1)。在形态上可分为均相和非均相两种;从催化剂的组成又分贵金属和非贵金属两种。作者将分别作评述,并简介催化作用的机理。 1 湿式催化氧化催化剂 湿式催化氧化技术始于20世纪70年代。它 表1 催化氧化法常用催化剂[2] 类 别催化剂 金属盐 PCl2,RuCl3,RbCl3,IrCl4,K2PtO4,NaAuCl4,NH4ReO4, AgNO3,Na2CrO7,Cu(NO3)2,CuS O4,C oCl2,NiS O4, FeS O4,MnS O4,ZnS O4,SnCl2,Na2CO3,Cu(OH)2, Cu(Ⅱ),CuCl2,FeCl2,CuS O4-(NH4)2S O4,MnCl2, Cu(BF4)2,Mn(AC)2 氧化物 W O3,V2O5,M oO3,Z rO4,T aO2,Nb2O5,H fO2ΠOsO4,CuO, Cu2O,C o2O3,NiO,Mn2O3,CeO2,SnO2,Fe2O3 复合 氧化物 CuO-Al2O3,MnO2-Al2O3,CuO-S iO2,CuO-ZnO- Al2O3,RuO2-CeO2,RuO2-Al2O3,RuO2-Z rO2,RuO2 -T iO2,Mn2O3-CeO2,Rh2O-CeO2,PtO-CeO2,IrO2- CeO2,PdO-T iO2,C o3O4-BiO(OH),C o3O4-CeO2, C o3O4-BiO(OH)-CeO2,C o3O4-BiO(OH)-Ln2O3, CuO-ZnO,“OG”,SnO2-Sb2O4,SnO3-M oO3,Fe2O3- Sb2O4,SnO2-FeO3,Fe2O3-Cr2O3,Fe2O3-P2O5,Cu- Mn-Fe氧化物,Cu-Mn氧化物,Cu-Mn-Zn氧化 物,C o-Mn-Zn氧化物,C o-Cu氧化物,Cu-Mn-C o 氧化物 光敏化 半导体T iO2,ZnO,CdS,W O3,Fe2O3 是在高温高压和催化剂作用下,使氧化剂迅速反应分解出活性基团(自由基),进而氧化分解有机物, 最终产物为C O 2 ,H2O及N2等无害物质。其技术的关键是研制高氧化活性、高稳定性的催化剂。 收稿日期:2002-12-13;修订日期:2003-02-18 作者简介:李启良(1973—),男,湖北黄岗人,南京大学在读硕士研究生,主要研究废水处理技术与资源化。 43 第16卷 第2期污染防治技术2003年6月
广西轻工业 GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY 资源与环境 2009年7月第7期（总第128期） 聚丙烯酰胺（polyacrytamide ，简称PAM ）是丙烯酰胺均聚或与其它单体共聚而成的含量在50%以上的线型水溶性高分子化学品的总称。缘于分子结构上的特性，PAM 具有特殊的物理化学性质，结构单元中含有酰胺基，易形成氢键，具有良好的水溶性。 易通过接枝或交联得到支链或网状结构的多种改性物，具有增稠、絮凝和对流体、流变体有调节作用。在石油开采、水处理、纺织印染、造纸、选矿、洗煤、医药、制糖、养殖、建材、农业等行业具有广泛的应用，有“百业助剂”、“万能产品”之称，尤其是聚丙烯酰胺作为高分子无毒的絮凝剂，可广泛用作工业废水和城市污水的处理，是我国聚丙烯酰胺的第二大消费领域[1-3]。本文采用聚丙烯酰胺作絮凝剂对株洲某工厂的工业废水进行处理，探讨了投药量、溶液pH 值、搅拌时间、反应温度对废水处理的影响，获得了优化工艺并取得满意的结果。 １材料和方法 1.1材料 HJ-I 磁力加热搅拌器（江苏医疗仪器厂）、7220可见光分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）、sp-3808原子吸收分光光度计（上海光谱仪器有限公司）。1.2试剂 300万聚丙烯酰胺（AR ），氢氧化钠，盐酸均为分析纯。1.3方法 1.3.1投药量的试验 取废水200mL 分别加入不同用量的聚丙烯酰胺溶液，在水温下原始pH 值下置于磁力加热搅拌机上以恒定搅拌速度搅拌约3min ， 静置15min 。立即过滤，然后取滤液，在可见光分光光度计610nm 处测其吸光度[4]，确定最佳投药量。1.3.2pH 值的试验 取废水200mL ，加入1mL 聚丙烯酰胺溶液（0.1%），在水温下置于磁力加热搅拌机上以恒定搅拌速度搅拌约3min ，调pH 值到设定值后静置15min 。立即过滤，然后取滤液，在可见光分光光度计610nm 处测其吸光度，由此确定最佳pH 值。1.3.3搅拌时间的试验 取废水200mL ，加入1mL 聚丙烯酰胺溶液（0.1%），在水温下原pH 值下置于磁力加热搅拌机上以恒定搅拌速度搅拌，并 分别将搅拌时间定至设定值，静置15min 。立即过滤，然后取滤液，在可见光分光光度计610nm 处测其吸光度。由此确定最佳搅拌时间。 1.3.4反应温度的试验 取废水200mL ，加入1mL 聚丙烯酰胺溶液（0.1%），到水浴锅上加热到温度设定值后，置于磁力加热搅拌机上以恒定搅拌速度搅拌约3min ，静置15min 。立即过滤，然后取滤液，在可见光分光光度计610nm 处测其吸光度。由此确定最佳反应温度。 ２结果与分析 2.1投药量对絮凝效果的影响 研究了投药量对絮凝效果的影响，结果如图1所示。 图1投药量对絮凝效果的影响 由图1可以看出，投药量过少时絮凝效果不明显，当投药量为5mg/L 时， 絮凝效果最好，而当投药量增加时，絮凝效果变差。产生这一现象的原因是因为聚丙烯酰胺絮凝剂的絮凝机理属吸附架桥机理，当投药量适当时污水中悬浮的胶体粒子之间就会产生有效的吸附架桥作用，并形成絮凝体，若过量，则架桥作用所必须的粒子表面吸附活性点少了，架桥因而变得困难，同时，由于粒子间的相互排斥作用而出现分散稳定现象。所以，当投药量过多时，滤液吸光度会略有上升。投药量增加还会使絮凝剂溶解性不好，也会导致絮凝效果降低。所以，聚丙烯酰胺絮凝剂最佳投药量为5mg/L 。2.2pH 值对絮凝效果的影响 研究了聚丙烯酰胺在不同pH 的反应体系中对废水絮凝效果的影响，结果如图2所示。 【作者简介】刘军（1969-），男，湖南邵阳人，中南大学在职硕士，讲师，从事水处理及生物化工专业的教学与研究工作。 聚丙烯酰胺在工业废水处理中的应用 刘军 （湖南化工职业技术学院应用化学系，湖南株洲412004） 【摘 要】采用聚丙烯酰胺絮凝剂对某工厂的工业废水进行处理， 探讨了投药量、溶液pH 值、搅拌时间、反应温度对废水处理的影响，找出了最佳处理条件。结果表明，采用聚丙烯酰胺絮凝剂对工业废水有很好的絮凝效果，最佳条件为：聚丙烯酰胺用量为5mg/L 、pH 值为8.00、搅拌时间为3min 、絮凝温度为40℃。 【关键词】聚丙烯酰胺； 絮凝剂；废水处理【中图分类号】X703【文献标识码】A 【文章编号】1003-2673(2009)07－98－02 98
含油废水处理聚丙烯酰胺的使用 聚丙烯酰胺被广泛应用于污水处理，但对于一些含油废水，大家都比较头疼，究竟聚丙烯酰胺能不能成功处理，含油废水使用哪种聚丙烯酰胺处理效果好？下面小编就为大家详细介绍一下！ 含油废水如果不加以回收处理，会造成浪费；排入河流、湖泊或海湾，会污染水体，影响水生生物生存；用于农业灌溉，则会堵塞土壤空隙，妨碍农作物生长。我们通常采用pam作为水处理药剂。聚丙烯酰胺厂家通常也采用聚合氯化铝作为处理的药剂配合pam使用。最常用的化学物理方法是混凝法，可用铝盐或铁盐作混凝剂，构筑物可采用加速澄清池，处理效果与上浮法基本相同。含油废水处理设施采用上浮法时，往往也投加混凝剂，以提高净化效果。在经过过滤净化就可以达到相对比较干净的排水。 含油污水的产量大，涉及的范围广，例如石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、油轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均会产生含油污水。聚丙烯酰胺https://www.doczj.com/doc/472481383.html,产品在工业水处理中一般体现为助凝剂、絮凝 剂两个方面，主要应用行业如下：啤酒行业污水、制药行业污水、涂在食品肉类加工污水、造纸行业污水、冶金行业污水、石化行业污水、含油污水处理、纺织印染行业污水、化工类污水等。工业废水涉及的行业众多，聚丙烯酰胺在选择药剂时可根据污水性
质和污水工艺来定。含油废水中所含的油类物质，包括天然石油、石油产品、焦油及其分馏物，以及食用动植物油和脂肪类。从对水体的污染来说，主要是石油和焦油。不同工业部门排出的废水所含油类物质的浓度差异很大。如炼油过程中产生的废水，含油量约为150～1000毫克/升，焦化厂废水中焦油含量约为500～800毫克/升，煤气发生站排出的废水中的焦油含量可达2000～3000毫克/升。
生活污水处理用聚丙烯酰胺 一、生活污水简介： 生活污水生活污水是指城市机关、学校和居民在日常生活中产生的废水，包括厕所粪尿、洗衣洗澡水、厨房等家庭排水以及商业、医院和游乐场所的排水等。人类生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源之一。主要是粪便和洗涤污水。城市每人每日排出的。 二、生活污水水质分析： 生活污水其量与生活水平有密切关系。生活污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等；也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵；无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高,在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。 三、生活污水的危害 病原物污染 主要来自城市生活污水、医院污水、垃圾及地面径流等方面。病原微生物的特点是：①数量大；②分布广；③存活时间较长；④繁殖速度快；⑤易产生抗性，很难消灭；⑥传统的二级生化污水处理及加氯消毒后，某些病原微生物、病毒仍能大量存活；此类污染物实际上通过多种途径进入人体，并在体内生存，引起人体疾病。 需氧有机物污染 有机物的共同特点是这些物质直接进入水体后，通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水，在分解过程中需要消耗水中的溶解氧，在缺氧条件下污染物就发生腐败分解、恶化水质，常称这些有机物为需氧有机物。水体中需氧有机物越多，耗氧也越多，水质也越差，说明水体污染越严重。 富营养化污染 是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。水生生态系统的富营养化能通过化学污染物由两种途径发生：一种是通过正常情况下限定植物的无机营养物质的量的增加；另一种是通过作为分解者的有机物的增加。 恶臭 恶臭是一种普遍的污染危害，它也发生于污染水体中。人能嗅到的恶臭多达4000
催化湿式氧化催化剂处理有机废水 在过去的几十年里，快速的工业化和城市化进程导致石油、化工、制药、纺织等行业大量高毒性难降解的有机化合物废水排放到自然界，对环境安全和人类健康造成严重威胁。随着世界各国对环境治理的日益重视，废水的深度处理技术成为研究的热点。高级氧化技术包括芬顿、湿式空气氧化、双氧水氧化和光催化等是处理高毒性难降解有机污染物的日渐成熟的技术，在废水处理领域应用广泛。 湿式空气氧化(W AO)技术是一种废水处理的高级氧化技术。W AO技术在高温高压下产生诸如径基自由基等活性物种，被认为在处理高浓度有机物废水(化学需氧量(COD)10-100g/L)或难生物直接降解有毒污染物方面具有很大的潜力。W AO工艺可将高毒性难生物降解有机化合物在它们被释放到环境中之前分解成毒性较低、易于处理的小分子有机物。一般来说，这个反应过程在较高温度(200-3259)和压力(5-15MPa)下通过产生活性氧物种来进行。废水在气液固三相反应器中的停留时间在15分钟到120分钟的范围内，COD的去除程度可以通常为75%-90%。 W AO工艺的一个主要缺点是无法实现有机物的完全矿化。一些最初存在于废水中或氧化过程中积聚在液相中的小分子量含氧化合物(例如甲醇、乙酸和丙酸等)很难进一步转化为二氧化碳和水，达到完全矿化。此外，废水中有机氮化合物的主要转化产物为氨，而氨在WAO的运行条件下也很稳定，难以进一步转化处理。这些物质如果想完全转化可能需要更高的反应温度和压力。因此，W AO过程在一些情况下被认为是废水预处理步骤，需要额外的处理过程配合。 为了缓和W AO工艺中严苛的温度和压力操作条件，研究者将催化剂引入到W AO体系中一起使用，这种含催化剂的操作过程被称为催化湿式氧化(CWAO)。在CW AO中，难降解有机化合物在催化剂存在下可以在温和的操作条件(低温和低压)下实现更深度的氧化，从而相比WAO减少了投资和运营成本。与传统的湿空气氧化法相比，催化湿式氧化(CW AO)由于催化剂的存在，反应可以达到较高的氧化速度和程度，人们可以使用较为缓和的反应条件将化学需氧量降低到与非催化过程相同的程度。 一、催化湿式氧化机理 催化湿式氧化是一种在温和条件下处理毒性难降解有机污染物废水最常见的方法。其工艺流程如图1所示。废水加压预热与同等压力的压缩空气混合后进入到反应器中，在反应器内催化剂的作用下发生催化氧化分解。装置开始运行时，在加热设备的作用下达到反应的起始温度，当反应器中催化湿式氧化反应持续进行后，可利用氧化反应放出的热量取代加热来维持反应温度。反应后的气液混合物经过热回收、气液分离后排出。
污水处理聚丙烯酰胺简介 中文名称：聚丙烯酰胺 中文别名：絮凝剂3号；简称PAM； 聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺（AM）单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。 阴离子 阴离子聚丙烯酰胺（APAM）产品描述：阴离子聚丙烯酰胺（APAM）外观为白色粉粒，分子量从600万到2500万阴离子型PAM水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的PH值范围为4到14，在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性，与盐类电解质敏感，与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。主要用于工业废水处理：对于悬浮颗粒，较出、浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性或碱性的污水，钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理，效果最好。对于有机物污染严重的江河水可采用无机絮凝剂和阳离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。 阳离子 阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）产品特性：阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）外观为白色粉粒，离子度从20%到55%水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。呈高聚合物电解质的特性，适用于带阴电荷及富含有机物的废水处理。适用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理，特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。 非离子 非离子聚丙烯酰胺（NPAM）产品特性：非离子聚丙烯酰胺系列产品是具有高分子量的低离子度的线性高聚物。分子量800-1500万。由于其具有特殊的基团，便赋予它具有絮凝、分散、增稠、粘结、成膜、凝胶、稳定胶体的作用。污水处理剂：当悬浮性污水显酸性时，采用非离子聚丙烯酰胺作絮凝剂较为合适。这时PAM起吸附架桥作用，使悬浮的粒子产生絮凝沉淀，达到净化污水的目的。也可用于自来水的净化，尤其是和无机絮凝剂配合使用，在水处理中效果最佳。广泛用于工业废水处理、对于悬浮颗粒、较粗、浓度高、离子带阳电荷、水的PH值为中性或碱性的污水，钢铁厂废水，冶金废水，洗煤废水等的污水处理效果最好。 聚丙烯酰胺，可以说聚丙烯酰胺是一种万能的可以包罗万象的化工原料，几乎在每个行业都可以找到它的身影，PAM具有絮凝性能主要是因为聚丙烯酰胺分子链很长，其酰胺基可与许多物质亲和、吸附，形成氢键。这就使PAM能在两个被吸附的粒子之间架桥，形成“桥联”，生成絮团，有利于粒子下沉。它具有用量少，效果突出，性价比高的优势，所以它也是用量最大的絮凝剂！ 聚丙烯酰胺可以应用于各种污水处理（针对生活污水处理使用聚丙烯酰胺一般分为两个过程，一是高分子电解质与粒子表面的电荷中和；二是高分子电解质的长链与粒子架桥形成絮团。絮凝的主要目的是通过加入聚丙烯酰胺使污泥中细小的悬浮颗粒和胶体微粒聚结成较粗大的絮团。随着絮团的增大，沉降速度逐渐增加。从而可以更好的通过压滤机压泥，进而达到环保处理的要求。）PAM为分
课程论文 课程名称：________水处理原理与技术________ 题目：电催化高级氧化法的基本原理及应用姓名：____________________ 指导教师：_ _
摘要：本文主要简述电催化高级氧化处理废水基本原理并列举部分当前该技术应用领域，如造纸厂废水、电镀废水、有机废水等。 关键词：电催化；高级氧化；废水处理 一、引言 随着废水处理技术的发展和完善，成分简单、生物降解性好的有机废水已能得到有效的控制，其中生物法是目前消除生活和工业废水中有机污染物最经济、最有效的方法[1]。然而多数工业废水用生物法很难有效去除，由于国家对污染物排放的限制标准越来越高，因此迫切需要研究废水处理新方法和新技术。 二、电催化处理废水基本原理 电催化氧化技术是AOP 技术的一种, 因其具有其他处理方法难以比拟的优越性近年来受到极大关注[2-5]。所谓电化学水处理技术就是利用外加电场作用, 在特定的电化学反应器内, 通过一系列设计的化学反应、电催化过程或物理过程, 达到预期的去除废水中污染物或回收有用物质的目的[6]。 电催化法处理废水应用起始于20 世纪40 年代[7]，但由于投资较大，电力缺乏，成本较高，因而发展缓慢。直到60 年代，随着电力工业的发展，电化学法才被真正地用于废水处理过程。近年来，由于电化学方法在污水净化、垃圾渗滤液、制革废水、印染废水、石油和化工废水等领域的应用研究进展，引起人们对这一方法的广泛关注[8-11]。电催化方法被称为“环境友好”工艺，以其多种优势有着其它方法所不能比拟的特点： （1）在废水处理过程中，主要试剂是电子，不需要添加氧化剂，没有或很少产生二次污染，可给废水回用创造条件； （2）能量效率高，反应条件温和，一般在常温常压下即可进行； （3）兼具气浮、絮凝、杀菌作用，可以通过去除水中悬浮物和选用特殊电极来达到去除细菌的效果，可以使处理水的保存时间持久； （4）反应装置简单，工艺灵活，可控制性强，易于自动化，费用不高。 电催化氧化的机理主要是自由基反应。在电催化条件下, 反应体系中将产生多种强氧化性物质,其中·OH 的产生量是最多的, 而反应过程中产生的活性中间
聚丙烯酰胺MSDS 聚丙烯酰胺分类聚丙烯酰胺产品简介：聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。聚丙烯酰胺产品详情： PAM为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。 阴离子聚丙烯酰胺（APAM）主要用途： 工业废水处理：对于悬浮颗粒，较出、浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性或碱性的污水，钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理，效果最好。 物化性质 名称物理性质 聚丙烯酰胺无色或淡黄色稠胶体、无臭、中性、溶于水、不溶于乙醇、 丙酮，温度超过120℃时易分解，絮凝，沉降，补强等作 用 非离子型聚丙烯酰胺为大分子链上不含离子基团，但酰胺基与许多物质，如粘土．纤维素等能产生氢键．因吸附架桥而絮凝 阳离子型聚丙烯酰胺本品水溶液是高分子电解质．带有正电荷(活性基)．对悬浮的有机胶体和有机化合物可有效地凝聚，并能强化固液分离过程 阴离子型聚丙烯酰胺在中性和碱性介质中呈高聚物电解质的特征，对盐类电解质敏感．与高价金属离子能联成不溶性凝胶体
阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）主要用途： 1)用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应牌号，可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水，脱水时，产生絮团大，不粘滤布，压滤时不散，流泥饼较厚，脱水效率高，泥饼含水率在80%以下。 2)用于生活污水和有机废水的处理，本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高废水、饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。 3)用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂，用量少，效果好，成本低，特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好，它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。 4)造纸用增强剂及其它助剂。 5)用于油田经学助剂，如粘土防膨剂，油田酸化用稠化剂。 阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）包装与贮存： 本品无毒，注意防潮、防雨,避免阳光曝晒。贮存期：2年,25kg纸袋（内衬塑料袋外为贴塑牛皮纸袋）。
聚丙烯酰胺（PAM ）是一种线型高分子聚合物，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力。按离子特性可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。广泛应用在水处理、石油开采、纺织、印染、造纸、选矿、洗煤、医药、制糖、养殖、建材、农业等行业。被誉为“百业助剂”、同时又有“万能产品”之称。那么关于该产品的使用方法，有详细了解过吗？下面做一个详细说明，以供参考！ 1.用户在正式采用产品之前，应先进行小型试验，以便确定型号、最佳用量和使用条件，用作絮凝剂（如沉淀，气浮）时，一般用量在0.1-0.5ppm。用于污泥脱水剂时，一般用量在20-200 ppm。用量的高低与水体或泥液中的颗粒的电荷及浓度相关。 2.所有产品在使用前，必须先溶解成溶液，使高分子链充分伸展后备用，通常非离子和阴离子型产品稀释到0.1%左右，阳离子型产品稀释到0.2%左右；絮
凝剂在水中溶解时；使用的溶解水中应尽量避免含有大量的悬浮物；溶解操作要在塑料、陶瓷、不锈钢等搅拌槽中进行，溶解设备中必须安机械搅机设备式。因为PAM的分子链在溶液中是一个无规则的线圈，在制备和溶解时，有部分水包在线圈内，线圈的体积大而饱满，线圈与线圈之间很容易相互缠绕与交联，从外观看有一定粘度；生产中若用离心泵，由于叶轮高速旋转使用大分子线圈结构发生变形一部分从中间分离出来，体积变小，线圈间的交联被破坏，粘度下降，降低使用效果。 3.PAM分子链在溶液中受剪切力作用会导致分子链断裂降解，影响性能。故溶液稀释PAM时，应尽可能减少搅拌时间，降低搅拌强度，降低搅拌转
速；一般应控制在50-150转/分,不宜太快使用PAM溶液时，加剂点应尽可能避开强烈的机械搅拌；输送PAM溶液时，管路要粗，弯头和支管要少，输送泵最好选用螺杆泵或隔膜泵，而不要选用离心泵。 4.干粉PAM产品在溶解时要特别注意操作程序，防止颗粒的互相粘连而使溶解操作失败。溶解时将PAM缓慢撒入水中，一定要在水流紊动最强烈的地方，同时要以适量的投加量向溶药池中缓慢投入，充分分散，不结团块；投加点要远离搅拌轴（因紊动最差）一次撒多会出现难溶胶团；在可能的条件下，采用分步投加将更有利于絮凝剂的均匀分布；不要让它形成疙瘩。工业应用时，应先向溶解槽内加入1/2的水量，开启搅拌，并徐徐倒入PAM干粉；然后再补加水到所需的体积。一般搅拌1-2小时后即可基本全溶，速溶型产品在0.5-1小时内全部溶解；适当加温能加速产品的溶解，但不应超过60 ℃。溶解水使用中性而不含
·防治技术· 催化氧化法处理有机废水催化剂的选择应用 李启良,陈建林 (南京大学环境学院,江苏南京 210093) 摘 要:催化氧化法是处理难降解有机废水的一项重要的新技术。在对化学氧化法的不断改进中,逐步发展出湿式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法和多相催化氧化法。不同的氧化方法所用的催化剂不相同,有机化合物的种类和结构不同,催化剂与氧化剂之间存在匹配问题,因此对催化剂要进行筛选评价。 关键词:废水处理;催化氧化;催化剂 中图分类号:X703.5;O643.36 文献标识码:A 文章编号:1004-695X(2003)02-0034-03 Review on Selection of Catalysis in Catalytic Oxidation LI Qi-liang,CHEN Jian-lin (Sc hool of the Environmental,Nanjing University,Nanjing,J iangsu210093,China) A bstract:The treatment of organic wastewater with catal ytic oxidation methods is a totall y new technology.The paper introduces the progress in the selection of catal ysts in the treatment of organic wastewater with four basic catalytic oxidation methods(wet catalytic oxida-tion,photo catalytic oxidation,homogeneous catalytic oxidation and heterogeneous catalytic oxidation).The different kinds and different compositions of organ ic wastewater should be treated with different catal ytic oxidation method,so it is necessary to study on catalysts match-ing with different oxidants in treating with specific organic wastewater. Key words:Wastewater treatment;Catalytic oxidation;Catalysts review 对有机化工行业每天排放大量有机废水的处理中,催化氧化法具有独有的优势而成为研究的重点。该法不仅可以改善废水的可生化降解性,在物化和生化处理之间架设了一座桥梁,而且可以作为单独处理工艺来应用,是废水处理的一项新技术,国内外已进行了广泛深入的研究。其中,研究较多的是寻找新型、高效、稳定性好、成本低廉的催化剂。 在对化学氧化法不断改进的过程中,逐步发展了湿式催化氧化等方法[1]。不同的氧化方法应用的催化剂不相同,而且由于氧化催化剂具有选择性,有机化合物的结构和种类不同以及催化剂与氧化剂存在匹配问题,因此要对催化剂进行筛选评价。催化剂一般分为光敏化半导体材料、过渡金属盐及其氧化物和复合氧化物四大类(表1)。在形态上可分为均相和非均相两种;从催化剂的组成又分贵金属和非贵金属两种。作者将分别作评述,并简介催化作用的机理。 1 湿式催化氧化催化剂 湿式催化氧化技术始于20世纪70年代。它 表1 催化氧化法常用催化剂[2] 类 别催化剂 金属盐 PCl2,R uCl3,RbCl3,IrCl4,K2PtO4,NaAuCl4,N H4R eO4, AgNO3,Na2CrO7,Cu(NO3)2,CuSO4,CoCl2,NiSO4, FeSO4,MnSO4,ZnSO4,SnCl2,Na2CO3,Cu(OH)2, Cu(Ⅱ),CuCl2,FeCl2,CuSO4-(NH4)2SO4,MnCl2, Cu(BF4)2,Mn(AC)2 氧化物 WO3,V2O5,MoO3,ZrO4,TaO2,Nb2O5,HfO2OsO4,CuO, Cu2O,Co2O3,NiO,Mn2O3,CeO2,SnO2,Fe2O3 复合 氧化物 CuO-Al2O3,MnO2-Al2O3,CuO-SiO2,CuO-ZnO- Al2O3,RuO2-Ce O2,R uO2-Al2O3,RuO2-ZrO2,RuO2 -TiO 2 ,Mn 2 O3-CeO2,R h2O-CeO2,PtO-CeO2,IrO2-CeO2,PdO-Ti O2,Co3O4-BiO(OH),Co3O4-CeO2, Co3O4-BiO(OH)-CeO2,Co3O4-Bi O(OH)-Ln2O3, CuO-ZnO,“O G”,SnO2-Sb2O4,SnO3-MoO3,Fe2O3- Sb2O4,SnO2-Fe O3,Fe2O3-Cr2O3,Fe2O3-P2O5,Cu- Mn-Fe氧化物,Cu-Mn氧化物,Cu-Mn-Zn氧化 物,Co-Mn-Zn氧化物,Co-Cu氧化物,Cu-Mn-Co 氧化物 光敏化 半导体 TiO2,ZnO,CdS,WO3,Fe2O3 是在高温高压和催化剂作用下,使氧化剂迅速反应分解出活性基团(自由基),进而氧化分解有机物,最终产物为CO2,H2O及N2等无害物质。其技术的关键是研制高氧化活性、高稳定性的催化剂。 收稿日期:2002-12-13;修订日期:2003-02-18 作者简介:李启良(1973—),男,湖北黄岗人,南京大学在读硕士研究生,主要研究废水处理技术与资源化。 34 第16卷 第2期污染防治技术2003年6月
通过上面的介绍我们都知道聚丙烯酰胺(PAM)为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，外观为白色粉末，易溶于水，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。那么处理生活污水用哪类絮凝剂呢？ 其中阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）具有多种活泼的基团，可与许多物质亲和、吸附形成氢键。主要是絮凝带负电荷的胶体，具有除浊、脱色、吸附、粘合等功能，适用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理，特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。 阴离子聚丙烯酰胺主要用于生活生产用水，工业和城市污水处理。亦适用于氧化铝制备过程中赤泥的絮凝沉淀及泥液分离。它主要用于各种工业废水的絮凝沉降，沉淀澄清处理，如钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理、污泥脱水等。还可用于饮用水澄清和净化处理。由于其分子链中含有一定数量的极性基团，它能通过吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物，故可加速悬浮液中粒子的沉降，有非常明显的
加快溶液澄清，促进过滤等效果。 根据多年的污水污泥处理经验：生化污泥处理一般采用阳离子聚丙烯酰胺比较多，但是在选用聚丙烯酰胺之前，一定要经过试验进行选型，因为阳离子聚丙的型号比较多，并不任意型号的聚丙烯酰胺都适应各种污泥处理。一般情况下，污泥性质含有机物含量高的，可以选择使用离子度型号较高的聚丙烯酰胺。 每一种不同类型的聚丙烯酰胺都有其独特的性能特点，而这些又决定了它的具体应用，客户在选购时应根据具体的应用和实际情况具体分析。 以上就是今天带给大家的简单分享，希望对大家有所帮助，同时也感谢大家一直以来的关注与支持！