第 8 期

2.4

反应温度的影响

从动力学角度分析，一般温度对氧化速度的影响

都遵循 Arrhenuis 公式。温度越高，氧化速度越快，氧
化效果越好。因此，提升反应温度是提高处理效率最
为有效途径。图 5 为反应温度对废水的 COD 去除率
的影响。

从图 5 可以看出，随着温度的升高，废水 COD 去

除率不断提高。这是由于 O

2

在水中的传质系数随温

度的升高而增大，同时温度的升高还可以减小水的粘
度，并增加氧气向液体中传质速度

[8]

。由于加入 Cu 基

催化剂后，降低了废水中有机物的反应活化能，使有
机物更容易被降解去除。虽然随着温度的升高处理效
果愈来愈好，但温度过高时，反应的动力消耗势必增
加。另一方面，从工程角度考虑，温度越高，设备和投
入的费用就越多。因此，结合各方面因素综合考虑，认
为在达到适当的去除效果前提下，尽量减少成本，则
要选择较低的反应温度。因此，实验确定适宜的反应
温度为 220℃。
2.5

再生时间的影响

由于排放出的制浆废水 pH 值偏碱性，直接向反应

器内通入碱性废水，长时间在高温下不但腐蚀反应器，
而且毒害载体上的活性组分 CuO（可能生成 Cu（OH）

2

）。

为了能够反复使用催化剂，必须使催化剂的活性得以
再生。为此，采用前期制备催化剂时的焙烧温度
450℃，

考察再生时间对废水 COD 去除率的影响。

在 450℃活化可以使载体 γ-Al

2

O

3

保持原有的孔

道结构不变，而活化时间的长短对于表面所负载的活
性组分具有重要的影响。再生时间短，可能有部分已
经变成 Cu（OH）

2

还未进行热分解，同时有些覆盖于

表面上或孔道内的有机物还未分解或烧掉。而再生时
间长，则可能造成已恢复活性的 CuO 组分在载体上
发生团聚，降低了活性组分有效的比表面积。从图 6
看，

适宜的再生时间为 3h，但 COD 去除率略有下降。

2.6

催化剂的稳定性

为了扩大废水处理容量，每隔 500mL 的废水处

理完毕后，对催化剂进行再生处理。催化剂焙烧温度

450℃，

活化时间 3h。再重新装填反应器，更换废水，反

应条件不变，测定各次反应的 COD 值，来考察催化剂
的稳定性。实验结果见图 7。

从图 7 可以看出，废水 COD 去除率随着反应次

数的增加逐渐下降，最后维持在 85%左右。表明造纸
废水的可处理容量增加了，而所制备的催化剂仍然具
有较高的催化活性和稳定性。

3

结论

（1）当催化剂 Cu 负载量为 4%时，对 500mLCOD

浓度为 3250mg/L 的造纸废水采用催化湿式氧化处
理，在反应温度为 220℃，P（O

2

）2.5MPa 时，3g 催化剂

在 3h 内对废水 COD 去除率达到 90%，色度降低到 40
度，

pH 值变为中性，

达到国家排放标准。

（2）对催化剂再生处理，450℃活化 3h，对原废水的

COD 去除率下降不明显。反复使用再生后的催化剂直

刘学文，等 催化湿式氧化处理造纸废水的研究

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