本文以蘇州望亭發電廠粉煤灰為載體,制備出處理最佳的粉煤灰基催化劑,用以催化臭氧氧化深度處理吳江新達印染廠二級出水的研究。粉煤灰是一種固體廢棄物,用其處理廢水,達到以廢治廢的目的。 
首先尋找合適的改性方法將粉煤灰改性,而后尋找最佳的活性負載組分,制備出催化效果最佳的催化劑,通過正交試驗確定催化劑制備的最佳條件;研究粉煤灰基催化劑的吸附性能,并用XRD和BET等表征手段對催化劑進行表征。考察催化劑的量、pH值、反應時間、O3的投加量等影響因素對深度處理印染廢水的影響,確定出最佳處理條件。同時研究催化臭氧氧化的反應動力學,并對其反應機理進行探究。 
通過研究,本文得出以下結論: 
(1) 粉煤灰的最佳改性方法為酸改性;確定 NiO/粉煤灰催化劑為最佳催化劑;并通過正交試驗確定制備的最佳條件為:活性組分負載量為1wt%,浸漬時間為15h,煅燒溫度為300℃,煅燒時間為2h。通過催化劑的表征,可知NiO已經高度均勻分散地負載到載體表面,其比表面積從9458cm2/g提高到NiO/粉煤灰時的78697 cm2/g。 
(2) 采用正交試驗分析得出影響粉煤灰基催化劑催化臭氧氧化反應中的各因素對印染廢水COD去除率影響程度從大到小依次為:臭氧輸出體積分數> pH值>催化劑投加量>反應時間。通過單因素優化實驗確定了工藝的最佳反應條件為:臭氧輸出體積分數為40%(即質量濃度為9.22mg/L),pH = 6.5(即為原水的pH 值),催化劑的投加量為 4g/500mL,反應時間為 60min。催化劑的引入能夠使COD的去除率能從單獨臭氧氧化的41.44%提高到73.87%,色度去除率達到98%。 
(3) 通過嘗試法,在不同的臭氧濃度,不同的pH值,不同的催化劑的量,不同反應物初始濃度的條件下催化臭氧氧化反應均符合一級反應動力學模型。 
(4) 單獨臭氧體系中的活化能為 22.06KJ/mol,而催化臭氧體系的活化能為12.26KJ/mol,說明催化的引入能有效降低反應的活化能,提高反應速率。 
(5) 通過測定羥基自由基濃度,得出單獨臭氧體系的·OH濃度為 0.164mmol/l,催化臭氧體系中·OH濃度為 0.216mmol/l,催化劑的引入能夠促進臭氧分解產生更多的羥基自由,提高反應體系中的處理能力。

    關鍵詞：粉煤灰  催化臭氧氧化  印染廢水  反應動力學