2.2.2催化劑最佳投加量分析
分別投加不同量的2#(Ni/AC)催化劑,結果得知催化劑投加在0.03~0.06 g/mL時,效果最好。本文選擇0.04 g/mL作為最佳投加量。
2.2.3反應pH對處理效果的影響
分別取三種模擬廢水100 mL,加入4.0 g 2#(Ni/AC)催化劑,投加2 mL二氧化氯溶液,調節水樣的pH后,常溫下振蕩反應60 min,測定反應后模擬廢水的CODCr值,計算相應的去除率,結果見圖1。
從圖1可知,模擬廢水Ⅰ與Ⅲ的CODCr去除率變化不大,在pH 3~5內,CODCr去除率最大;對模擬廢水Ⅱ,去除率隨pH增大而增大,當pH=6.64時,出現最大值。綜合考慮,確定pH在3~7為最佳條件。
2.2.4氧化劑用量對處理效果的影響
分別取三種模擬廢水100 mL,加入4.0 g 2#(Ni/AC)催化劑,調節模擬水樣的pH=4左右,投加不同量的氧化劑,常溫下振蕩反應60 min,實驗結果見圖2。
從圖2可知,在氧化劑二氧化氯用量小于20 mg(100 mL模擬廢水)時,三種模擬廢水的CODCr去除率隨氧化劑用量增加而快速上升;大于20 mg后,CODCr的去除率變化不大。由此確定氧化劑的最佳投加量為20 mg(100 mL模擬廢水)。
2.2.5反應時間對處理效果的影響
分別取三種模擬廢水100 mL,加入4.0 g 2#(Ni/AC)催化劑、20 mg二氧化氯氧化劑,調節pH=4下,常溫下振蕩反應不同時間,結果見圖3。
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圖3中三個反應15min內COD去除率增加迅速,在15~45 min時間段,CODCr去除率增加變緩,反應45 min后,CODCr去除率增長不大。由此可以確定實驗的最佳反應時間在45 min。
2.2.5最佳條件下重復實驗
在以上確定的最佳實驗條件(即二氧化氯量為20 mg、pH=3~7、2#催化劑4.0 g、反應時間45 min)下,對模擬廢水Ⅱ重復進行了5次實驗,CODCr平均去除率為88.6%,結果表明廢水處理穩定。
2.2.6催化劑重復使用實驗
在上述確定的最佳條件下,對模擬廢水Ⅲ重復實驗9次,實驗結果如圖4。
從圖4中結果可知,催化劑重復使用4次,CODCr去除率均在88.4%以上,第6次以后,去除率明顯下降,重復使用8次時,CODCr去除率只有64.3%,說明催化劑已經部分失活。
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3 結 論
(1)ClO2催化氧化對三種模擬廢水均有較強的CODCr去除能力,在氧化劑投加量相同條件下,對比化學氧化,CODCr去除率由平均24.3%提高到88.6%,催化氧化效果明顯。
(2)通過對自制催化劑的優選實驗,確定了ClO2催化氧化法處理模擬廢水最佳催化劑為2# Ni/AC,在此催化劑作用下,ClO2對三種染料模擬廢水均有較好的氧化效果,CODCr平均去除率為88.6%。
(3)通過催化氧化實驗確定了ClO2催化氧化處理三種染料模擬廢水的最佳工藝條件為:氧化劑用量為0.2 mg/mL,pH=3~7,催化劑4.0 g,反應時間45 min。催化劑可以重復使用5~6次以上。
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