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随着工业的增长和城市化进程的加快,世界范围内广泛使用的化学物质剧烈增多,许多物质难以生物降解,排放到水体中会对人类和生态系统产生毁灭性影响。零价铁技术在废水处理中显示出良好的发展前景,本课题围绕传统零价铁技术处理复杂工业废水效果不理想等问题,通过制备负载金属强化零价铁提高处理废水的效果。首先,以200mg/L甲基橙模拟废水为实验用水,将不同制备条件下的负载金属和零价铁共同加入到反应器中处理甲基橙模拟废水。实验结果表明:以挤条成型的介孔分子筛MCM-41为载体,负载量采用5%,以硝酸钴溶液为前驱体进行室温浸渍12h后在烘箱中120℃烘干6h,在焙烧温度为400℃条件下焙烧4h制备的Co/MCM-41强化零价铁处理甲基橙模拟废水的效果最佳,废水的脱色率和COD去除率分别达到83.6%和76.8%。其次,研究了在最佳制备条件下的Co/MCM-41强化零价铁处理甲基橙模拟废水的最佳反应条件,结果表明:当Co/MCM-41的投加量为1g/100ml废水,反应温度30℃,进水pH为3,甲基橙模拟废水的脱色率和COD去除率分别达到93.2%和88.2%,Co/MCM-41的加入使得零价铁处理废水有较宽的适用pH和较好的处理效果;通过对甲基橙模拟废水降解反应动力学数据进行研究,发现甲基橙的降解符合二级反应动力学,Co/MCM-41的加入使得零价铁处理废水的表观活化能降低19%,提高了废水的处理效果;对Co/MCM-41进行XRD、BET表征,表明负载金属的分子筛能保持MCM-41的长程有序结构,金属钴已经负载在载体上,并以Co3O4的形式出现,挤条和负载金属对MCM-41均匀完整的孔道结构并未产生太大的影响;此外,Co/MCM-41强化零价铁处理甲基橙模拟废水,可能是通过吸附作用、羟基自由基作用、Co/MCM-41催化氧气反应以及金属钴催化过氧化氢等方式共同完成的。最后,研究了Co/MCM-41强化零价铁处理反渗透浓水实验,在单因子实验基础上设计正交试验,结果表明:反应时间0.5h,进水pH为5,反应温度20℃,铁用量为5g,Co/MCM-41用量为3g,COD去除率最高为55.91%,反应时间是影响COD去除的最重要因素;反应时间1.5h,进水pH为3,反应温度20℃,铁用量为5g,Co/MCM-41用量为4g,UV254去除率最高为50.73%,进水pH是影响UV254去除的最重要因素。与零价铁单独处理反渗透浓水实验进行对比,Co/MCM-41起到了强化零价铁体系处理反渗透浓水的效果。