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摘 要

Abstract II

第一章 前言 1

1.1 研究目的与内容 1

1.1.1 研究目的 1

1.1.2 研究内容 1

1.2 农药废水的研究背景与研究进展 1

1.2.1 杀螟丹农药废水的主要成分及危害 1

1.2.2 农药废水处理方法研究现状 1

1.3 微波技术及其在污水处理中研究现状 2

1.3.1 微波技术简介 2

1.3.2 微波技术处理污水研究进展 2

1.4 活性炭的基本理论 3

1.4.1 活性炭的基本性质 3

1.4.2 活性炭吸附机理 3

1.4.3 活性炭在水处理中的应用 3

1.5 活性炭改性技术在水处理中的应用研究 4

1.5.1 酸性处理改性 4

1.5.2 碱性处理改性 4

1.5.3 微波处理改性 4

1.5.4 浸渍负载改性 4

第二章 实验材料、设备与方法 5

2.1 实验材料及试剂 5

2.1.1 实验材料 5

2.1.2 实验试剂 5

2.2 实验设备与仪器 5

2.3 实验方法 5

2.3.1 改性活性炭的制备方法 5

2.3.2 化学需氧量（COD）测定法 5

第三章 二氧化锰/活性炭催化剂的制备 7

3.1 实验部分 7

3.1.1 活性炭预处理过程 7

3.1.2 化学改性过程 7

3.1.3 煅烧改性过程 7

3.1.4 实验内容 8

3.2 结果与讨论 8

3.2.1 Mn（NO₃）₂的浓度对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 8

3.2.2 碳酸钠的浓度对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 9

3.2.3 浸渍时间对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 10

3.2.4 煅烧温度对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 11

3.2.5 煅烧时间对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 12

3.3 本章小结 13

第四章 二氧化锰/活性炭联合微波对农药废水处理性能的研究 14

4.1 实验部分 14

4.1.1 催化剂和农药 14

4.1.2 实验方法 14

4.2 结果与讨论 14

4.2.1 微波功率功率对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 14

4.2.2 溶液pH值对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 15

4.2.3 H₂O₂投加量对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 16

4.2.4 微波加热时间对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 17

4.2.5 催化剂投加量对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 18

4.2.6 杀螟丹模拟废水初始浓度对杀螟丹农药模拟废水去除效果的影响 19

4.2.7 催化剂重复利用性实验 20

4.3 本章小结 21

第五章 结论 22

参考文献 23

致谢 24

摘 要

本文研究了以负载型催化剂联合微波催化氧化工艺处理杀螟丹农药模拟废水，开展了一系列基础研究。通过“浸渍-共沉淀-煅烧”工艺对活性炭载体进行改性处理，制备了催化剂(MnO₂-AC)，进而研究了活性炭（AC）和MnO₂-AC催化剂随着农药废水的初始浓度、催化剂投加量、微波时间等条件变化对杀螟丹农药模拟废水中COD的去除效果影响。基于负载型催化剂对有机物和微波具有强大吸收能力，利用微波能量来实现有机物质的分解和碳化，并且得到以下结论：

（1）通过考察微波/过氧化氢/活性炭体系的单因素实验，得到负载型催化剂的最佳制备条件为硝酸锰浓度0.5mol/L，碳酸钠浓度为0.1mol/L，浸渍时间为120min，煅烧温度为430℃，煅烧时间为3.5h。

（2）活性炭经过改性后，表面变得粗糙，并负载有MnO₂。通过微波/双氧水/负载型催化剂体系的单因素实验，得到该体系的最佳处理工艺条件为MnO₂-AC催化剂投加量为9g/L，H₂O₂的投加量为11.8mmol/L，杀螟丹模拟废水中COD浓度约为780mg/L，pH值为6，微波功率为700W，反应时间为5min，可使得废水中COD去除率达到86.3%。

（3）在微波辐射下，催化剂的可重复利用性研究表明：重复使用7次后回用率依然保持在60％，催化剂可重复利用性能良好。

关键词：微波 杀螟丹废水 颗粒活性炭 负载 二氧化锰

Abstract

In this paper, a microwave catalytic oxidation process using activated carbon as an adsorption catalyst was developed to treat the simulated wastewater of cartap, and a series of related basic researches were carried out. The modified activated carbon (MnO₂-AC) was prepared through the impregnation-coprecipitation-

-calcination" process, and then the initial concentration, catalyst dosage and microwave time of AC and MnO₂-AC with pesticide wastewater were studied. Effects of other conditions on the removal efficiency of the simulated wastewater from the killing Dan. Based on the adsorption ability of activated carbon to organics and the strong microwave absorption capability, microwave energy is used to effect the decomposition and carbonization of organic materials. Get the following conclusions:

（1）The optimum conditions for the preparation of the microwave/hydrogen peroxide/modified activated carbon system were obtained through single-factor experiments: the concentration of manganese nitrate was 0.5 mol/L, the concentration of sodium carbonate was 0.1 mol/L, and the immersion time was 120 minutes. At 430°C, the calcination time was 3.5 hours.

（2）After the activated carbon is modified, the surface of the activated carbon becomes rough and is loaded with MnO₂. Through single factor experiments, the optimum treatment conditions of the system were as follows: the dosage of MnO₂-AC catalyst was 9g/L, the COD concentration in the simulated wastewater was 780mg/L, the microwave power was 700W, and the reaction time was 9min. The pH value was 6, the dosage of H₂O₂ was 11.8 mmol/L, and the removal rate of COD in wastewater reached 85%.

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