有机废水处理工艺CSCWO中多相催化剂研究进展.pdf
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1、第 卷第 期 年 月应 用 化 工 .收稿日期:修改稿日期:基金项目:湖北省重点研发计划项目()湖北省重大技术创新项目()作者简介:陶强强()男安徽马鞍山人在读硕士研究生师从王黎教授主要从事超快催化有机废水处理研究 电话:.通信作者:王黎()男辽宁盘锦人教授博士主要从事矿冶废弃物和废水的资源化、环境污染和风险的防治 电话:.有机废水处理工艺 中多相催化剂研究进展陶强强王黎雷晨阳任壮(.武汉科技大学 资源与环境工程学院湖北 武汉.环境污染绿色控制与修复技术研究中心湖北 武汉)摘 要:总结了有机废水处理工艺 中多相催化剂的研究进展包括论述了难降解有机废水的特点和传统处理方法的局限性介绍了 和 的原
2、理和优势评述了 中多相催化剂的种类、性能、合成方法和影响因素展望了 技术在未来的发展前景 开发新型高效催化剂特别是金属氧化物催化剂和非贵金属催化剂对于推动 技术的广泛应用具有重要意义 同时还需要优化多相催化剂的合成工艺和参数揭示多相催化剂在 中的反应机理和动态变化为催化剂的设计提供指导关键词:超临界水氧化催化超临界水氧化多相催化剂难降解有机废水高级氧化技术中图分类号:文献标识码:文章编号:()(.):.:随着工业化和城市化进程加速不易降解废水的排放量持续上升对环境和人类健康产生严重影响 这些难降解有机化合物具有稳定性高、降解困难、生物降解性低的特点给污水处理带来巨大挑战 传统的废水处理方法如化
3、学氧化、磁分离、膜、吸附、超滤、反渗透等难以实现完全降解且应用难度大、成本高、兼容性有限超临界水氧化法()作为一种绿色高级氧化技术旨在降解难降解有机污染物 其优点包括在较短时间内将难降解有机化合物转化为无毒小分子(如、和)降解率超过 然而 反应过程中需要高温高压条件导致成本增加限制了其推广和应用 为降低反应活化能、减少 成本引入催化剂成为有效且高效的方法 催化超临界水氧化法()即在 中加入催化剂大幅降低反应温度和压强、提高反应效率同时降低工艺成本 中多相相催化剂为提高超临界水氧化()工艺中有机化学反应的性能选择性地构造和破坏碳碳、碳杂原子、碳氢键至关重要 多相催化剂分为三大类:金属单质催化剂、
4、金属氧化物和其他催化剂 金属氧化物催化剂包括单一金属氧化物、多金属氧化物和负载型金属氧化物金属催化剂分为负载型和非负载型 近年来过渡金属氧化物被广泛用于制备 工艺中的多相催化剂主要原因是它们具有良好的氧化还原循环能力、低毒性和高水热稳定性第 期陶强强等:有机废水处理工艺 中多相催化剂研究进展表 催化剂近年来研究结果及其参数 催化剂种类催化剂污染物浓度/()温度/压强/氧化剂停留时间/去除率/去除率/去除率/颜色去除率/参考单一金属氧化物/半焦炭废水.磷酸三正丁酯多金属氧化物氨.苯胺废水.负载型金属/垃圾填埋场渗滤液.氧化催化剂/焦化废水空气./堇青石焦化厂废水()(氨氮)/焦化废水./焦化废水
5、.()/.(氨氮)./././.负载型金属催化剂/垃圾填埋场渗滤液 ./金属切削液 其他催化剂椰壳活性炭苯酚.注:“”代表文献未涉及.金属单质催化剂金属单质催化剂主要有两类:非负载型金属催化剂和负载型金属催化剂 单金属和合金催化剂属于非负载型催化剂 负载型金属催化剂将金属催化活性组分负载到载体上提高了分散性和热稳定性 同时增强了催化剂的活性和物理稳定性 等研究了使用/催化剂处理工业废水渗滤液的超临界氧化过程探讨了温度、反应时间、压力、催化剂等因素对处理效果的影响 研究结果显示/催化剂能提高垃圾渗滤液的处理效率其中温度影响大于反应时间等则研究了在超临界水氧化条件下使用/和/催 化 剂 处 理 金
6、 属 切 削 液()分析了温度、压强、停留时间等因素对处理效率的影响 结果显示在 、压强和 停留时间下处理效率可达 若使用作为氧化剂处理效率可达.金属氧化物催化剂金属材料氧化物催化剂主要有三种形式:简单金属材料氧化、多金属氧化物和负载式金属材料氧化 单一金属氧化通常来源于 区或 区的一个元素经氧化而成 多金属氧化物则由至少两个金属或类金属元素构成 负载型金属氧化物催化剂是由分布在超高表面积物料上的活性金属氧化形成 常用的金属元素包括、等.单一金属氧化物 等研究了蒸馏废水及高强度酿酒作坊污水的催化亚临界水和超临界水处理探讨了水温、反应时间、催化剂类型、负载量等对 和色度去除的影响 结果显示温度、
7、催化剂种类及其负载量是影响 和色度去除的重要参数 等研究了 中磷酸三丁酯在有无催化剂情况下的分解并分析了不同催化剂在不同温度和反应时间下的分解效果 结果表明催化剂的使用提高了反应效率催化剂性能排序为 等研究了管式反应器中/混合催化剂在超临界水氧化条件下降解喹啉的影响因素 结果表明去除效率很大程度上依赖于温度和压力氧气浓度对氧化反应有积极影响去除效果不受有机物初始浓度影响.多金属氧化物 张欣等利用共沉淀法制备了 催化剂并研究了其在超临界水氧化工艺下处理苯胺废水的性能 进一步探讨了催化剂焙烧温度、和 的比例、反应温度、压力、停留时间及氧气过量等对催化处理苯胺废水的效果的影响 研究发现在适宜的焙烧温
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