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染料废水是典型的难降解有机废水之一,色度高、B/C低、毒性大,传统的生化方法难以实现理想处理效果。近年来,投入实际生产并取得一定运行效果的染料废水处理方法主要可归纳为生化法、物化法、焚烧或碳化法等,其中化学氧化或还原法处理效果理想、运行稳定、代价低,发展前景广阔,分别以非均相催化湿式氧化法以及零价铁还原微电解法为代表。从反应物相上看,二者均属于典型的非均相反应。在高频交变磁场中,磁性材料因涡流、磁滞损耗高温发热。对非均相反应体系的染料废水处理进行改进,采用具有较好感应热性能的水处理材料或制备具有感应内核的核壳催化剂,外加全场分布的高频交变磁场,使外部输入的电磁能量只在颗粒表面实现热能转换而不作用于水相,可实现界面微反应区温度高于宏观水相的反应条件,从而显著强化染料的氧化/还原等降解过程且在理论上降低能耗。木研究将高频交变磁场与固定床反应器组合,使可产生感应热的海绵铁或以其为感应内核进行包覆、活性金属负载的催化剂表面发热,形成固液反应界面高温的微反应结构,并对直接紫D-BL染料废水进行处理,考察了这种新型微界面能量靶向传递下的海绵铁固定床及CWPO处理染料废水的运行与处理效果。实验结果表明:(1)搭建感应热的水处理反应器,进行染料废水脱色、降解,能够在固液微反应界面实现远大于水相的高温。利用水与海绵铁材料的热交换,通过热量衡算,推导了固定床条件下海绵铁平均温度的估算公式。实验表明,海绵铁温度与固定床填充质量正相关,但由于线圈高度限制,填充量存在一个最佳值。该温度与粒径正相关,与进水流速负相关。固定床中海绵铁温度从高到低依次为酸活化海绵铁、Cu改性海绵铁与未改性的海绵铁,由三者化学元素组分微小差异所致。(2)感应热热传导方式下的海绵铁固定床(FBRi)与普通固定床相比,具有更好染料废水处理效果。单纯提高进水温度对脱色的促进主要表现在絮凝作用的加强,而感应热下的微界面高温更倾向于促进染料分子降解。水力停留时间是其重要参数,通过延长接触时间、提高相界面温度两个因素影响出水效果。反应体系表观温度的升高有利于脱色反应的进行。对FBRi来说,低浓度Cu盐活化和酸活化是较好的海绵铁改性方法。(3)以海绵铁为感应内核,包覆SiO2为催化剂载体,通过浸渍焙烧法负载CuO,制备可感应致热的SiO2负载CuO催化剂(mCuO/SiO2)。采用固定床型反应器进行感应热的染料废水催化湿式过氧化氢氧化(CWPOi)研究,考察了感应热引发的微反应界面高温对CWPO降解直接紫染料的作用。尿素浓度19.2g/L,TEOS浓度0.20g/ml,12℃下陈化48h进行3次,能够实现较理想的包覆。选择Cu(CH3COO)2溶液作为浸渍液,固液比(g/m1)1:1,400℃下焙烧制备的催化剂活性较好。经SEM及XRD分析,催化剂具有典型的SiO2和CuO结构,Cu元素质量含量为0.34%,溶出实验表明海绵铁只单纯作为感应内核在反应中供热。(4)与传统的CWPO比较,感应热的CWPO柱内水温升高来自磁核在交变磁场下的感应热能量转换,反应器液相温度条件温和;且拥有较高的处理效率,微界面高于水相的微反应条件极大程度地促进了非均相催化反应。延长HRT可通过增加染料与催化剂问的反应时间及提高界面温度、强化反应界面的催化降解两个作用促进了处理效果。CWPOi对进水温度和入水染料废水pH值和盐离子有着较强适应性,强碱性条件下或废水中S042-浓度过高时,出水的染料去除率下降。