［摘要］ 采用自制MnO2基催化剂进行催化臭氧氧化处理印染废水的试验。考察了O3输出量、催化剂用量、废水pH、反应时间等对废水处理效果的影响。通过单因素实验确定了最佳的反应条件为：O3输出体积分数为40%，催化剂的投加质量为4.9 g，废水pH=6.4，反应时间为50 min；使用MnO2基催化剂后，COD 的去除率能从单独臭氧氧化时的40.17%提高到74.87%，各项指标基本达到了印染废水环保排放和回用的要求。

［关键词］ MnO2基催化剂；臭氧氧化；印染废水

印染废水是难处理的工业废水之一，其排放量大、有机污染物含量高、成分复杂、色泽深、难生物降解， 通常的处理方法很难达到环保和回用的要求。臭氧是一种强氧化剂，具有较强的氧化性，已被广泛地应用于废水处理中〔1-4〕。臭氧氧化具有反应完全、速度快、无二次污染等优点，但单独臭氧氧化同时存在较强的选择性、效率低、成本高等缺点。因此，开发经济有效的印染废水处理技术已成为环保行业和水资源保护的重要课题。

目前，许多研究〔5-9〕通过引入催化剂来催化臭氧氧化难处理的工业废水，以期提高臭氧利用率并降低成本。笔者以γ-Al2O3为载体，以催化活性较高的MnO2为活性成分制备出MnO2基催化剂，考察了影响催化臭氧氧化处理印染废水的主要因素。

1 实验部分

1.1 催化剂的制备

采用掺加法制备MnO2基催化剂。在3.0 g 的γ-Al2O3粉体中加入1.0 g 石墨粉和8%的Mn（NO3）2溶液3~5 mL 混合均匀，制备成粒径1 mm 左右的颗粒，放入真空干燥箱在120 ℃下烘干4 h 后，放入程控箱式电阻炉焙烧， 分别在200、300、400、500 ℃各焙烧1 h，最后升温至600 ℃焙烧2 h，冷却后即为催化剂成品。该催化剂强度高，耐磨性好，催化性能好。

1.2 试剂与仪器

原水： 淄博某印染厂出水， 废水COD 为90.80mg/L，pH=6.4；氧气：工业级；实验中所用的药品均为分析纯试剂。

仪器：FA2004B 型电子天平， 上海精密科学有限公司；722N 型可见分光光度计， 上海精密科学有限公司；pHS-3D 酸度计， 上海精密科学有限公司；LZB-6 型玻璃气体转子流量计， 奇泉流量仪表有限公司；CHJ-1 型电磁恒温搅拌器，上海南汇电讯器材厂；DZF-6050 型真空干燥箱，南京五和试验设备有限公司；SXL-1002 型程控箱式电炉， 苏州江东精密仪器有限公司。

1.3 实验装置和方法

实验在自制的透明玻璃的柱状反应器内进行，反应器尺寸为D 50 mm×100 mm。将反应器置于恒温磁力搅拌器上，使催化剂和废水充分混合，以纯氧作气源，用流量计控制气速，经过臭氧发生器制备臭氧，通入反应器内，由曝气头作气体分布器进行布气，用碘化钾溶液吸收。实验装置如图1 所示。

1—氧气瓶；2—玻璃流量计；3—臭氧发生器；

4—自制玻璃反应器；5—搅拌器；6—吸收瓶。

图1 实验装置

臭氧发生器制备O3气体，通过调节流量计控制O3的输出量。反应过程中保持气体流量为20 L/h，实验处理的废水量为800 mL。实验前需用蒸馏水反复冲洗反应器， 以免器壁上的污染物影响测定结果。反应前加入一定量的自制MnO2基催化剂，并调节废水pH。反应一定时间后取样测量水样中的COD，并计算COD 的去除率，以表征催化剂对催化臭氧氧化废水的效果。COD 分析方法：重铬酸钾法〔10〕。