紙引百科:水稻秸稈也能深度處理造紙廢水。臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑,可以選擇性與芳香族和不飽和化合物進(jìn)行快速反應(yīng),實(shí)現(xiàn)廢水色度的有效去除。但是,該過程形成復(fù)雜的中間產(chǎn)物導(dǎo)致污染物礦化性能較差,難以徹底去除,限制了其在廢水處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。近些年,非均相催化臭氧氧化技術(shù)利用固體催化劑促進(jìn)臭氧降解產(chǎn)生羥基自由基(0H·),可以高效地去除難降解有機(jī)物,同時(shí)具有易于回收等技術(shù)特點(diǎn),得到了越來越多的研究關(guān)注和工程應(yīng)用,其中研發(fā)性能高效和廉價(jià)的催化劑是其發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵問題,活性炭及其負(fù)載金屬是該研究的熱點(diǎn)。
將農(nóng)業(yè)廢棄物水稻秸稈制備活性炭并負(fù)載廉價(jià)的過渡金屬(Fe)研制臭氧催化劑,可以實(shí)現(xiàn)廢棄物高效資源化和降低催化劑成本的雙重效益,應(yīng)用于催化臭氧氧化深度處理造紙廢水。
1、催化劑的研制
干燥后的秸稈浸漬于活化劑ZnCl2(3mol/L)與Fe硝酸溶液(秸稈:ZnC12:Fe硝酸溶液=1:2:1,質(zhì)量)12h,磁力攪拌器以50rpm轉(zhuǎn)速緩慢混勻。靜置并回收上清液,樣品在烘箱(100℃)干燥12 h,然后在連續(xù)通入高純氮?dú)?流速200ml/min)隔絕空氣的馬弗爐內(nèi)進(jìn)行高溫?zé)峤猓瑺t內(nèi)溫度按照15℃/s速度緩慢升高至500℃,恒溫3h,待熱解完成后,使用HCL沖洗去除無機(jī)雜質(zhì),純凈水繼續(xù)沖洗直至出水pH不發(fā)生變化后在烘箱干燥12h后,破碎至<1mm得到最終粉末狀的催化劑,即FeOx/秸稈基活性炭。
2、催化劑的特性表征
制備的秸稈基活性炭和臭氧催化劑的形貌如圖1電鏡圖像所示,相對(duì)于水稻秸稈光滑致密的表面,ZnCl2蝕刻和高溫活化作用形成了多孔的碳質(zhì)結(jié)構(gòu),孔隙和粗糙度明顯增加,比表面積高達(dá)1226m2/g,微孔和中大孔體積以及平均孔徑分別為0.335、0.232cm3/g和3.411nm,屬于介孔特征。負(fù)載的Fe氧化物將秸稈內(nèi)Fe含量由0.74%提高至14.25%,其以微小顆粒均勻地包埋或嵌入在秸稈基活性炭表面和內(nèi)部,輕微地減少了其比表面積和孔徑。
3、催化臭氧氧化對(duì)造紙廢水污染物的去除效能
制備的催化劑可顯著提高臭氧氧化造紙廢水生化出水污染物的去除性能(表3),COD、BOD5、氨氮與色度去除率分別為78.1%、51.4%、66.7%和83.6%,處理后出水濃度分別為(46±5)mg/L、(17±2)mg/L、(5±1)mg/L與(18±3)倍,均低于我國(guó)造紙廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3544-2008),同時(shí)符合造紙產(chǎn)業(yè)制漿生產(chǎn)用水的回用水標(biāo)準(zhǔn)。
“紙引未來”是造紙印刷包裝產(chǎn)業(yè)鏈B2B平臺(tái),集行業(yè)資訊、行情分析、在線交易、集中采購、競(jìng)拍、倉儲(chǔ)物流、供應(yīng)鏈金融為一體的產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)平臺(tái),PC+WAP+微信公眾號(hào)+APP全技術(shù)支持。