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利用危险废物焚烧残渣处理印染废水的研究

文档作者：陈生杰1 张文超1 杨峰1 李殿秀1 赵永德2 文档来源： 1. 河南天辰环保科技股份有限公司 2. 河南省科学院化学研究所，		点击数：	更新时间： 2022年12月31日
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安全环保
116 | 2017年5月 按时投产运行、产生直接或间接经济效益和能否按照预期获取
投资回报的关键因素。因此，施工风险是工艺污水工程项目的
最大风险之一[5]。
污水处理项目也具备其他类似工民建项目实施的特点，综
合考虑施工中主要工作内容，确定施工风险主要表现为污水项
目地上构筑物、降排水和地下管线三类。
(3) 设备风险 在污水处理工艺确定的基础上，设备的选
型、安装以及运行都存在风险[6]。设备风险主要包括安装工艺的
风险、安装技术人员的风险、设备本身固有的风险问题。安装工
艺的风险表现在安装错位、零件丢失等，安装技术人员的风险
主要指工人操作失误、教育知识能力不足等。设备本身固有的
风险包括设备的固有质量缺陷、型号匹配问题、零部件缺损等，
这些都会导致设备损坏或故障。因此，在设备的维护过程中，定
期检查更新很有必要。诸如对设备的绝缘体和过滤器进行更
换、对设备进行润滑操作、对电机和压力容器与管线的无损检
测等工作都是减小风险的保障措施。
5 结语
本文在依托现有风险管理理论和方法的基础上，总结工业
污水处理工程项目的各种风险因素，从风险、评估和控制风险
三个方面进行阐述和分析，对工业污水处理工程项目提出了一
些有针对性的的风险控制对策。
对工业污水处理项目风险相关理论基础，内涵和特点进行
了简要的分析，提出了风险管理的内容主要包括风险识别、风
险估计、风险评价、风险应对和风险监控工作的方法。重点对工
业污水项目在识别、评估以及控制风险的方法进行了简单的概
括。以工业污水处理厂的项目概况出发，介绍了此类项目建设
内容、工艺设计和项目特点等，从项目风险发生的不确定性、风
险损失关联性、预期投资经济效益的不确定性三个方面深入阐
述了工业污水处理厂工程项目的特点；依据项目实际情况制
定实施项目风险识别流程，并对影响此类工程项目的风险因素
进行了划分，主要包括设计风险、施工风险、设备风险和运行风
险四个类型。
就解决风险管理而言，没有一种统一的风险管理理论可以
解决所有的项目风险。通过各种事件方法和科学理论提出的方
法也会对风险管理结果造成一定偏差。所以对特定的工程项目
来说，选择恰当的科学理论方法可以适当控制各种风险因素，
同时也是有效控制风险的关键。对于不同项目准确把握识别、
评估风险的理论方法，探索新的风险识别和评估方法的构建问
题都很值得深入研究。
参考文献:
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随着工业的发展及技术的更迭，越来越多的染料被用于
印染工艺，伴随的是印染废水处理难度急剧增加，湿式催化氧
化法能够利用催化剂的催化作用，加快废水中有机物与氧化
剂间的呼吸反应，从而加速废水中有机物的分解及去除[1-3]。因
此，催化剂性能将对处理效果有着最为直观的影响，然而由于
活性炭、氧化铝等作为催化剂载体具有回收难度大，机械强度
低等特点使其使用受到较为严重的制约[4]。
危险废物焚烧残渣具备疏松、多孔、产生量大等特点使其
成为一种独特的功能载体[5]。本文以凹凸棒为粘合剂复合活性
碳、氧化铝、焚烧残渣等制备多元催化剂体系，研究其对印染废
水处理的影响因素及效果。
1 实验部分
(1) 实验原料 本实验所采用的焚烧残渣取自河南省郑
州市某危险废物处理单位，采用“回转窑+ 二燃室”联合处理
工艺，经水冷后所得。在工况稳定运行下，经过连续取样，烘干、
破碎后过200 目筛。主要成分(%) 为：SiO2 28、Fe2O3 18、CaO
12、TiO2 11、Al2O3 9、MgO4。
本实验所采用的印染废水为车间处理原液，COD 约为
利用危险废物焚烧残渣
处理印染废水的研究
陈生杰1 张文超1 杨峰1 李殿秀1 赵永德2(1. 河南天辰
环保科技股份有限公司， 河南 郑州 451192 ；2. 河南
省科学院化学研究所， 河南 郑州 450002)
摘要：利用危险废物焚烧残渣、氧化铝、活性炭及凹凸棒通过
浸渍、成型、焙烧等工艺制备出复合催化剂，通过单因素优化实
验发现：当体系反应温度为50℃、催化剂投加量为40g/l、双氧
水投加量60ml/l、pH=3 时，废水COD 去除率可达85.87%。
关键词：焚烧残渣；催化氧化；单因素实验
Research on treatment dyeing
wastewater by hazardous waste
incineration residue
CHEN Shengjie1, ZHANG Wenchao1, YANG Feng1, LI Dianxiu1,
ZHAO Yongde2(1.Henan Tianchen Environment Protection Science
&amp;amp; Technology Co.,LTD, Xinzheng 451192, China; 2.Institute of
Chemistry Henan Academy of Science, Zhengzhou 450002, China)
Abstra c t : U s i n g h a z a r d o u s w a s t e i n c i n e r a t i o n
residue,alumina,activated carbon and attapulgite by
dipping,molding and roasting process to prepare multiplex
catalyst,then according to single factor optimization experiment
found that dyeing wastewater COD removal rate can reach to
85.87% when the reaction temperature was 50℃ ,catalyst dosage
was 40g/l,hydrogen peroxide dosage was 60ml/l and pH=3.
Key words: incineration residue; catalytic oxidation; single factor
experiment
万方数据
2017年5月 | 117
1000mg/l。
实验所用到的试剂主要有：30% 双氧水、硫酸、氧化铝、活
性炭、凹凸棒土( 市售)、氢氧化钠等。
(2) 实验设备及仪器 实验过程中所用到的设备及仪器
有：ZSXPrimus Ⅱ型X 射线荧光光谱仪、GX-04 型粉碎机、
SX-2.5-10 型马弗炉、烘箱、723N 型可见分光光度计、磁力搅
拌机、HH 型水浴锅等。
(3) 催化剂的制备 通过前期实验，按照质量比为
10 ∶5 ∶2 ∶1 分别称取焚烧残渣、凹凸棒土、氧化铝、活性炭
置于玛瑙研钵中充分混匀，随后将其转移至浓度为0.8mol/l 的
Cu(NO3)2 溶液内的浸渍120min，利用人工或造粒机对其进行成型，
制成粒径约为1.0mm 的小球，将所得试样放入马弗炉内在800℃
下进行高温焙烧120min，随炉冷却即得实验所用复合催化剂。
(4) 催化氧化实验 取100ml 印染废水于烧杯中，调节pH 后
加入一定量的催化剂及双氧水，随后将其转移至水浴锅内，利用
磁力搅拌机对其进行搅拌，观察实验现象并计算其COD 去除率。
2 结果及讨论
(1) 反应温度 设定不同反应温度，利用催化剂对其进行
催化氧化，结果如表1 所示。
从图1 可以看出，当反应温度为50℃时，COD 的去除率已
为80% 以上，催化氧化呈现出高处理效果的原因可能为：
催化剂中所负载的Cu2+ 能够与双氧水之间发生类芬顿反
应[6-8] 从而产生大量的·OH，其反应原理如下：
Cu2++H2O2 →Cu+ +HO2·+H+ (1)
Cu++H2O2 → Cu2++·OH +OH- (2)
由于·OH 的存在使得催化剂能够对印染废水进行高度
氧化处理，从而降低废水的COD。而随着温度的提高、反应的
进行，产生羟基自由基的量逐渐增大，废水COD 的降解速率进
一步加强。从表1 还可以看出，当温度升至60℃时，COD 去除率
的增长率已经降低，考虑到经济、设备损耗等因素，设定反应温
度为50℃。
(2) 催化剂投加量 在反应温度为50℃条件下添加不同剂
量的催化剂对其进行催化氧化，结果如表2 所示。
从表2 可以看出，当催化剂投加量为40g/l 时，印染废水
COD 的去除率达到最高，为85.62%，但随着投加量的进一步增
大，COD 去除率呈现降低的态势，原因可能为：随着催化剂投
加量的不断增大，反应初期所产生的自由基数量逐渐增大，从
而对印染废水产生急剧的降解作用，而当投加量过大时，体系
中可能发生如下自消解反应[9-10] ：
OH + H2O2 →HO2+H2O (3)
HO2+OH →H2O+O2 (4)
OH 的消解使得体系内用于氧化印染废水的有效活性组
分量逐渐减少，从而使得废水COD 的去除效果呈现出降低的
趋势。因此，催化剂的适宜投加量为40g/l。
(3) 双氧水投加量 通过对反应温度及催化剂投加量的论证，
探讨不同双氧水投加量下印染废水处理效果，结果如表3 所示。
从表3 可以看出，随着双氧水投加量的逐渐增大，印染
废水COD 的去除率逐渐增大，当其投加量为60ml/l 时，废水
COD 的去除率已达到83.76%，同样地，由于反应(3) 及(4) 的存
在使得氧化剂的投加量进一步增大时，废水COD 的去除率呈
现出降低的趋势。
(4) pH 通过对反应温度、催化剂投加量、双氧水投加量的最
优化探索，探讨不同pH 条件下印染废水处理效果，结果如表4 所示。
从表4 可以看出，当体系pH 较低时，催化剂对废水的处理
效果较为明显，而随着pH 的不断升高，废水的COD 去除率逐
渐降低，原因可能为：从反应(2) 可以看出，随着pH 的逐渐降
低，H+ 逐渐提高，加速正反应的进行，提高了OH 的浓度，从而
加速印染废水COD 的去除。
3 结语
(1) 利用危险废物焚烧残渣制备复合催化剂用于印染废水
处理效果显著。(2) 通过单因素实验确定最优化实验参数为：反
应温度50℃、催化剂投加量40g/l，双氧水投加量60mg/l，pH=2。
参考文献:
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表1 反应温度实验结果
序号温度/℃ COD去除率/%
1 30 45.22
2 40 67.41
3 50 81.32
4 60 83.63
表2 催化剂投加量实验结果
序号催化剂投加量g/l COD去除率/%
1 20 30.54
2 30 50.85
3 40 85.62
4 50 83.63
表3 双氧水投加量实验结果
序号双氧水投加量ml/l COD去除率/%
1 40 40.22
2 50 68.65
3 60 83.76
4 70 80.81
表4 pH实验结果
序号pH COD去除率/%
1 3 85.87
2 5 71.24
3 7 55.36
4 9 32.97

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