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焦化废水来源于煤的高温碳化、煤气净化和副产物回收等热处理过程中,具有成分复杂、可生化性差、有机负荷大等特点。传统的生物处理工艺对难降解有机物,如酚类化合物、含氮杂环化合物和多环芳烃(PAHs)等,去除效果差,需进一步处理。目前,臭氧氧化、电催化氧化、光催化氧化、芬顿氧化等高级氧化法(Advanced Oxidation Process,AOPs)被认为是处理难降解有机物的有效方法。其中,芬顿氧化法有着高效、快速、简便等优点,能够有效处理多种难降解有机污染物。在芬顿氧化中,非均相催化剂具有铁离子溶出量低、聚沉少等优点,逐渐取代了均相催化剂的地位。黄钾铁矾作为一种非均相催化剂,具有产量大、成本低、效率高等特点。然而,黄钾铁矾在类芬顿法处理焦化废水中难降解有机物方面的应用鲜有报道。本研究以苯酚和喹啉为目标污染物,考察了以黄钾铁矾为类芬顿催化剂对苯酚和喹啉催化氧化的可行性,并对其进行了单因素影响及降解机理的研究。通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)及X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)表征分析了催化剂反应前后的结构和组分;采用单因素实验考察了初始pH值、H2O2浓度、催化剂投加量等对黄钾铁矾催化氧化苯酚、喹啉的效果影响;利用甲醇淬灭实验证实了起主要氧化作用的自由基;结合TOC去除率、H2O2浓度变化、铁离子溶出、紫外扫描等实验结果,推测了有机物的降解途径及中间产物的存在;最后还考察了黄钾铁矾催化剂的稳定性及重复利用性。XRD及XPS表征结果显示:制备的催化剂为弱晶型,含有Fe、K、O、S等元素,符合黄钾铁矾的结构与组成;且五次循环实验后其结构与组分未发生明显变化,表明该催化剂具有良好的稳定性。单因素影响实验表明:在初始p H为3.0、H2O2浓度500 mg/L、黄钾铁矾投加量1.0 g/L条件下,反应80 min对苯酚的去除率高达100%;在初始pH为3.0、H2O2浓度500mg/L、黄钾铁矾投加量3.0 g/L条件下,反应90 min对喹啉的去除率高达100%。甲醇淬灭实验证实:黄钾铁矾类芬顿催化氧化苯酚、喹啉降解过程中·OH自由基起主要氧化作用。反应过程中溶出的Fe2+、Fe3+浓度在0.135.11 mg/L,溶出量较少,且溶出离子对有机物的催化氧化作用甚微,表明该反应是以非均相催化作用为主。结合反应中的TOC含量、H2O2浓度、pH的变化情况以及UV扫描结果,经初步分析,黄钾铁矾催化降解苯酚及喹啉的机理如下:黄钾铁矾表面的Fe(Ⅲ)催化H2O2分解产生·OH,所产生的·OH将有机物分解成一系列的中间产物,之后大部分的中间产物会进一步被·OH氧化成为CO2和H2O,而未被矿化的产物包括草酸、乙酸、富马酸等。最后,催化剂的稳定性和重复利用性实验表明:在0.050.5 mol/L的Cl-、SO42-、NO3-分别存在时,黄钾铁钒催化氧化苯酚仍能达到93%以上的去除率;经过五次循环实验,黄钾铁钒仍能催化氧化90%以上的苯酚。这说明黄钾铁钒是一种稳定的、高效的非均相类芬顿催化剂。