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随着环保要求的提高以及《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013)的颁布和实施,皮革废水处理出水的COD、氨氮往往无法满足排放标准的要求。Fenton氧化技术对皮革废水具有较好处理效果,但Fenton法对pH的要求很严格,H2O2和亚铁离子的耗量较大,易产生大量含铁污泥。为此,本研究制备了几种颗粒状类Fenton催化剂并将其运用于皮革废水的深度处理研究,考察并优化了催化剂制备工艺以及非均相类Fenton催化氧化反应条件,最后通过所构建的非均相类Fenton+BAF反应装置联合深度处理皮革废水,探索工程应用的可能性,从而为非均相催化剂在实际工程运用提供参考。(1)载体对比实验表明最佳催化剂载体为活性氧化铝球,催化剂制备过程因素影响程度大小为煅烧温度>煅烧时间>浸渍液Ce含量>浸渍液Mn含量,通过单因素实验和正交实验优化得到的催化剂最佳制备条件为煅烧温度300℃,煅烧时间4 h,浸渍液Mn含量2.5%,浸渍液Ce含量1%,此时COD平均去除率为67.20%。(2)针对Ce-Mn/Al2O3催化降解皮革废水的过程,利用Box-Behnken响应曲面法建立响应曲面模型,在非均相类Fenton反应体系中4个影响变量对COD值的影响顺序为初始pH>H2O2投加量>催化剂投加量>反应时间,所得到的二次响应曲面模型拟合度高(R2adj=0.9349),最佳反应条件为:催化剂投加量56.63 g/L,H2O2投加量280.88 ppm,初始pH 3.51,反应时间2 h,在此条件下COD去除率高达80.94%,响应曲面图显示催化剂在pH为37的条件下均能达到65%以上的COD去除率,其催化氧化降解过程符合二级反应动力学模型。(3)构建非均相类Fenton+BAF反应装置联合处理皮革生化出水,在不调节原水pH的条件下进行连续流实验,进水流量为12.5 L/h,非均相Fenton装置水力停留2 h,BAF装置水力停留4 h,连续反应2周运行效果良好,催化剂过水量达到0.84 m3/kg,此时的出水COD浓度60.48 mg/L,NH4+-N浓度5.1mg/L,色度<30倍,出水满足《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013)表2标准;活性金属组分浸出实验中,锰离子最大浸出浓度为0.67 mg/L,铈离子最大浸出浓度为0.36 mg/L,低于排放标准,催化剂二次污染较小,具有一定的工程实用性。