煤化工高盐废水臭氧催化氧化实验装置与方法
实验材料和方法
1 实验水样
实验水样来自某化工企业煤制天然气废水，共分为3 种废水：水样1 来自二次反渗透浓盐水；水样2 来自二沉池出水；水样3 来自一次反渗透浓盐水，基本水质指标如表1 所示。由表1 可知，水样1 中TDS 超过了3.5%，属于高盐废水， 且COD 较高； 水样2、水样3 中的TDS 和COD 相对降低，采用3 种水样对比实验来考察臭氧催化氧化对高盐废水中的COD去除效果。
2 催化剂制备
采用浸渍-煅烧的方法制备催化剂，具体制备过程如下：取一定质量的活性Al2O3 或者陶瓷材料球状载体(载体粒径为3~6 mm)，浸渍至含有1 mol·L−1 的Mn、Fe、Cu、Ni、Co、Ce 等过渡金属的硝酸盐溶液中，室温下，以150 r·min−1 振荡30 min，使其完全混匀，过滤得到固体，在105 ℃ 下烘干，然后在500 ℃ 下煅烧4 h 后，制备所得的催化剂。
3 臭氧催化氧化实验装置与方法
臭氧催化氧化实验装置示意图如图1 所示。臭氧催化氧化实验分为以下2 步。间歇性实验：在1 L 废水中加入一定量的催化剂，反应装置为玻璃柱(内径4 cm，高度1.5 m)，废水采用蠕动泵循环以便混合均匀，控制臭氧发生器出口O3 气体流量为0.8 L·min−1，O3 浓度为3~10 mg·L−1，每隔一段时间检测COD 的变化。连续性实验：反应装置连续进出水，出水不返回到进水端，每隔60 min检测COD 的变化。
4 分析方法
采用GB 11914-1989 中重铬酸钾滴定法， 测定废水中化学需氧量(COD)； X 射线衍射分析(XRD) 由X 射线衍射仪(D8 Advance，布鲁克，德国) 进行物相分析，测试条件为CuKα 辐射，电压为40 kV，电流为40 mA，扫描角度为3°~90°，扫描速度为3(°)·min−1；比表面积和孔径(BET) 采用ASAP 2020型比表面积与孔径测定仪(麦克仪器公司，美国) 测试，在77 K 液氮温度下，进行N2 吸附-脱附测定；采用S-4800 场发射扫描电子显微镜(SEM) 观察样品的整体形貌；采用Noran7 型X 射线能谱仪(EDS) 进行样品微区成分分析；采用原子吸收光谱法(AAS) 测定溶液中的金属离子浓度。
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