活性艳红X-3B是一种枣红色粉末,色泽鲜艳,水溶性好,价格适中,是一种广泛使用的商品化活性染料。其生产废水具有较高的色度,由于该染料溶解性大,分子结构稳定,且含有芳香环等不易被微生物利用的基团,故用传统的凝聚沉淀法或生化法等手段难以达到理想的处理效果。本文提出了以非均相催化臭氧氧化法处理活性艳红X-3B废水,以实验室自行配制的废水为研究对象,考察了单独臭氧氧化、催化臭氧氧化对于该模拟废水的处理效果,并着重研究了催化臭氧氧化催化剂的研制。在单独臭氧氧化活性艳红X-3B实验中,反应器进气流量为6.5L/min,氧化反应时间为50min。通过出水的色度去除率、紫外可见光谱、COD_Cr去除率和pH的变化情况可知,反应结束时染料分子中的共轭结构体系已基本被破坏,废水脱色率达到99.90%,COD_Cr去除率达到25.14%。由于氧化过程中染料分子结构造到破坏,生成了一些小分子酸,溶液出现了酸化,pH由初始的6.28降至2.83。在非均相催化臭氧氧化处理染料废水中,以γ-Al₂O₃为载体,采用浸渍法分别制备了Fe、Cu、Mn、Ni、Co、Ce为活性组分的固体催化剂Fe-01、Cu-01、Mn-01、Ni-01、Co-01、Ce-01。通过比较几种常用单活性组分催化剂对催化臭氧氧化染料废水处理效果,实验表明:Ni/Al₂O₃+O₃>Co/Al₂O₃+O₃>Fe/Al₂O₃+O₃>Mn/Al₂O₃+O₃>Cu/Al₂O₃+O₃>Ce/Al₂O₃+O₃。选Ni、Co两种催化效果较好的活性组分制备双活性组分催化剂。以金属Ni、Co为双活性组分、γ-Al2O3为载体,用浸渍法制备双活性组分催化剂催化臭氧氧化处理活性艳红X-3B废水,考察了浸渍时间、Ni占负载活性组分的摩尔比、焙烧温度和焙烧时间对催化活性的影响。结果表明:浸渍时间为8.5h、镍占负载活性组分的摩尔比为0.67、焙烧温度为300℃、焙烧时间为5h时制备的催化剂效果最佳,COD_Cr去除率达到78.21%。通过XRD检测表明,镍盐与钴盐负载到载体上经300℃焙烧后,硝酸镍和硝酸钴主要转化为其氧化物NiO和CoO,对催化臭氧氧化活性艳红X-3B染料废水起催化作用;通过对催化剂的SEM分析发现,浸渍时间的差异影响催化剂活性组分的颗粒大小和分布。在优化双活性组分催化剂制备条件的同时,还研究了K、Na、La、Ce几种作为助剂的元素制备的三元催化剂催化臭氧氧化染料废水处理效果的影响。实验结果表明,反应50min后,三元催化剂催化臭氧氧化效果的影响为:K≈La>Ce>Na,但在40min内,La的作用明显优于K。因此本文选La作为催化剂的最优第三元素,制备三元催化剂。载体的选择对于制备高活性的催化剂影响较大,实验中分别以活性炭和γ-Al₂O₃为载体在以上最优制备条件下制备得催化剂,并比较催化剂催化臭氧氧化效果。反应50min后,以活性碳为载体的催化剂催化臭氧氧化染料废水CODCr去除率为69.49%,以γ-Al₂O₃为载体的催化剂催化臭氧氧化染料废水CODCr去除率为83.65%。可以看出以γ-Al₂O₃为载体制备催化剂催化臭氧氧化效果优于以活性碳为载体制备催化剂催化臭氧氧化效果。