有機(jī)印染污水處理

有機(jī)印染污水很難用物理或生物降解方法進(jìn)行凈化處理，氧化法的處理效果相對(duì)較好。臭氧是目前被廣泛應(yīng)用的氧化劑之一，但制造成本比較高。為了提高臭氧在污水處理應(yīng)用中氧化效率，國(guó)內(nèi)外探索了催化臭氧化，如固體催化劑催化。催化臭氧化的機(jī)理是在催化劑的協(xié)助下，強(qiáng)化臭氧化過(guò)程，即加強(qiáng)羥基自由基的產(chǎn)生。另外，由于臭氧能與許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，如c=c、芳香化合物、雜環(huán)化合物、N=N、一OH、一NH2、一CH等。主要產(chǎn)物為一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸等有機(jī)小分子。催化臭氧化法在染料污水處理工程中必然導(dǎo)致水體的pH值急劇下降（酸度增強(qiáng)），降低臭氧化效率。一些研究者在催化臭氧化污水處理中采用滴加緩沖液來(lái)調(diào)節(jié)水體的pH值。利用緩沖液來(lái)調(diào)節(jié)PH值只適用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)理論研究，從工程應(yīng)用角度考慮是不可取的。

趙波等利用天然絲光沸石為載體，加載過(guò)渡金屬元素Cu制成固體催化劑，然后利用黏土礦物凹凸棒石的固體堿性質(zhì)與其復(fù)配，對(duì)人工模擬活性艷紅-X-3B染料廢水進(jìn)行催化臭氧化處理。

催化劑制備——沸石表面加載Cu選用浸潰法：首先將采自浙江縉云研磨至200目，BET比表面積為46.87m²/g的天然絲光沸石粉浸潰在濃度為5%(以金屬元素重量計(jì)）的Cu(NO₃)₂溶液中，浸漬時(shí)間為24h。用去離子水反復(fù)清洗，過(guò)濾分離后在120℃下干燥12h,然后置于馬弗爐中在450°C下焙燒12h,最終得到本實(shí)驗(yàn)用的催化劑，CuO含量為3.63‰。實(shí)驗(yàn)中用的染料水是將活性艷紅-X-3B染料(圖9)加入蒸餾水中，配制成濃度為500mg/L,COD值為279.9mg/L的模擬染料廢水。實(shí)驗(yàn)裝置如圖10,其中自制臭氧發(fā)生器氣體流量為1.1L/min,臭氧發(fā)生量為17.2mg/h。氣水反應(yīng)柱長(zhǎng)度為900mm,1#玻璃砂芯，室內(nèi)溫度約20℃臭氧吸收效率>90.0%。

染料污水在臭氧化過(guò)程中有有機(jī)小分子酸產(chǎn)生，水體的pH值下降的非常嚴(yán)重。黏土礦物凹凸棒石能有效地中和染料污水在臭氧化過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)小分子酸，改善水體的pH值。加載Cu的絲光沸石催化劑能提高臭氧化效率，復(fù)配的凹凸棒石可以調(diào)節(jié)水體pH值進(jìn)一步提高臭氧化效率。由于天然礦物凹凸棒石自身的礦物學(xué)特征，表明其具有固體堿性質(zhì)，在水處理工程中調(diào)節(jié)水體pH值可以替代目前人工合成的固體堿大大降低處理成本。