造纸废水催化剂

　　臭氧作为一种强氧化剂，可以选择性与芳香族和不饱和化合物进行快速反应，实现废水色度的有效去除。但是，该过程形成复杂的中间产物导致污染物矿化性能较差，难以彻底去除，限制了其在废水处理领域的广泛应用。近些年，非均相催化臭氧氧化技术利用固体催化剂促进臭氧降解产生羟基自由基(0H·)，可以高效地去除难降解有机物，同时具有易于回收等技术特点，得到了越来越多的研究关注和工程应用，其中研发性能高效和廉价的催化剂是其发展和应用的关键问题，活性炭及其负载金属是该研究的热点。

　　将农业废弃物水稻秸秆制备活性炭并负载廉价的过渡金属(Fe)研制臭氧催化剂，可以实现废弃物高效资源化和降低催化剂成本的双重效益，应用于催化臭氧氧化深度处理造纸废水。

　　1、催化剂的研制

　　干燥后的秸秆浸渍于活化剂ZnCl2(3mol/L)与Fe硝酸溶液(秸秆:ZnC12:Fe硝酸溶液=1:2:1，质量)12h,磁力搅拌器以50rpm转速缓慢混匀。静置并回收上清液，样品在烘箱(100℃)干燥12 h,然后在连续通入高纯氮气(流速200ml/min)隔绝空气的马弗炉内进行高温热解，炉内温度按照15℃/s速度缓慢升高至500℃，恒温3h，待热解完成后，使用HCL冲洗去除无机杂质，纯净水继续冲洗直至出水pH不发生变化后在烘箱干燥12h后，破碎至<1mm得到最终粉末状的催化剂，即FeOx/秸秆基活性炭。

　　2、催化剂的特性表征

　　制备的秸秆基活性炭和臭氧催化剂的形貌如图1电镜图像所示，相对于水稻秸秆光滑致密的表面，ZnCl2蚀刻和高温活化作用形成了多孔的碳质结构，孔隙和粗糙度明显增加，比表面积高达1226m2/g，微孔和中大孔体积以及平均孔径分别为0.335、0.232cm3/g和3.411nm，属于介孔特征。负载的Fe氧化物将秸秆内Fe含量由0.74%提高至14.25%，其以微小颗粒均匀地包埋或嵌入在秸秆基活性炭表面和内部，轻微地减少了其比表面积和孔径。

　　3、催化臭氧氧化对造纸废水污染物的去除效能

　　制备的催化剂可显著提高臭氧氧化造纸废水生化出水污染物的去除性能(表3), COD、BOD5、氨氮与色度去除率分别为78.1%、51.4%、66.7%和83.6%，处理后出水浓度分别为(46±5)mg/L、(17±2) mg/L、(5±1) mg/L与(18±3)倍，均低于我国造纸废水污染物排放标准(GB3544-2008)，同时符合造纸产业制浆生产用水的回用水标准。

[时间：2017-04-21  来源：浆纸技术]