非均相高級催化氧化廢水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于廢水處理的非均相高級催化氧化方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 早期對污水治理用催化劑研宄最多的是均相催化劑。均相催化劑反應(yīng)速度快，條 件苛刻，需進(jìn)行后續(xù)處理，流程復(fù)雜，引起大量二次污染。非均相催化劑是以固態(tài)形式存在， 催化劑具有活性高、易分離、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 非均相催化氧化法是以單分子層吸附-脫附動(dòng)力學(xué)和速率控制分析理論，及近代 表面科學(xué)盧綸（催化反應(yīng)微觀動(dòng)力學(xué)模型）為理論基礎(chǔ)，作用原理實(shí)際上是在裝有固體催 化劑的反應(yīng)器中，廢水中的污染物和氧化劑分子擴(kuò)散到催化劑表面的活性中心被吸附，然 后污染物和氧化劑分子在催化劑表面發(fā)生催化氧化反應(yīng)，最后解脫脫附返回液相主體的過 程。
[0004] 吸附過程：
[0005] A (氧化分子）+ 〇 (活性中心）與A σ，
[0006] B (污染物分子）+ σ t B σ。
[0007] 催化反應(yīng)：
[0008] Ασ+ Βσ??Ρσ (表面上產(chǎn)物）+〇。
[0009] 解附脫離：
[0010] Ρσ蘭P (液相主體產(chǎn)物）+ 〇。
[0011] 現(xiàn)有的非均相催化氧化法是以沸石或活性氧化鋁為載體，雖然載體活性高，但使 用一段時(shí)間后活性降低，效率降低，回收困難，機(jī)械強(qiáng)度低，使用壽命短等，嚴(yán)重制約了非均 相催化氧化技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明針對現(xiàn)有非均相催化氧化水處理技術(shù)存在的不足，提供一種反應(yīng)條件低、 操作過程簡單、無特殊藥劑、費(fèi)用低的非均相高級催化氧化廢水處理方法。
[0013] 本發(fā)明的非均相高級催化氧化廢水處理方法，是通過在廢水中加入催化劑，對投 加于廢水中的氧化劑進(jìn)行催化，使氧化劑高效釋放，實(shí)現(xiàn)對難降解物質(zhì)的深度氧化，在催化 劑作用下，產(chǎn)生活潑羥基自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快對廢水中有機(jī)物和還 原性物質(zhì)的氧化。
[0014] 所述催化劑以質(zhì)量百分比0. 1-0. 25%的比例加入廢水中。
[0015] 所述催化劑通過以下過程制備：
[0016] 以特種混合陶粒作為載體，該特種混合陶粒是通過三氧化二鋁、高粘土、粘土和 活性炭粉末按質(zhì)量比1. 5-2. 5:0. 5-1. 5:3. 5-4. 5:0. 3-0. 6的比例混合后造粒而成，將所 述載體在濃度〇. 2-0. 8mol/L的過渡金屬催化劑溶液中浸泡20-25小時(shí)進(jìn)行活化，然后在 600-700°C下燒結(jié)2-4小時(shí)，制成催化劑。
[0017] 本發(fā)明對于廢水的脫色和COD去除率都大幅提高，具有以下特點(diǎn)：
[0018] 1.采用過渡金屬系催化劑，活性高，價(jià)格低廉，原料廣泛
[0019] 2.載體比表面積大，吸附性強(qiáng)，吸附牢固。
[0020] 3.特種混合陶粒，機(jī)械強(qiáng)度大，耐機(jī)械磨損，機(jī)械損失小。
[0021] 4.高活性催化劑對水質(zhì)適用性強(qiáng)，反應(yīng)條件低，無需調(diào)酸；
[0022] 5.采用固體催化劑，產(chǎn)泥量小，費(fèi)用低；
[0023] 6.操作過程簡單、無特殊藥劑、費(fèi)用低、無需復(fù)雜設(shè)備；
[0024] 7.對后續(xù)的生化處理沒有毒害作用，對環(huán)境友好。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明的非均相高級催化氧化廢水處理方法是在臭氧氧化、Fenton試劑、二氧化 氯氧化等工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種高效深度處理工藝，具體過程如下所述：
[0026] (1)制備特種混合陶粒
[0027] 該特種混合陶粒是通過三氧化二鋁、高粘土、粘土和活性炭粉末按質(zhì)量比 L 5-2. 5:0. 5-1. 5:3. 5-4. 5:0. 3-0. 6的比例混合后造粒而成，粒徑為5~20 mm。
[0028] (2)以制備的特種混合陶粒作為載體，將其在濃度0. 2-0. 8mol/L的過渡金屬催 化劑（如硝酸銅或硫酸亞鐵等）水溶液中浸泡20-25小時(shí)，進(jìn)行活化，取出后在馬弗爐中 600-700°C下燒結(jié)2-4小時(shí)，制成催化劑。
[0029] (3)將制成的催化劑以質(zhì)量百分比0. 1-0. 25%的比例加入廢水中，對投加于廢水 中的氧化劑（雙氧水）進(jìn)行催化，使氧化劑高效釋放，產(chǎn)生大量·〇Η及0-，降解有機(jī)污染物， 實(shí)現(xiàn)對難降解物質(zhì)的深度氧化，在催化劑作用下，產(chǎn)生活潑羥基自由基，從而引發(fā)和傳播自 由基鏈反應(yīng)，加快對廢水中有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化。廢水中的氧化劑按現(xiàn)有常規(guī)投加 量投加，如 6mg/L-12mg/L。
[0030] 上述方法對廢水脫色和COD去除率都大幅提高。
[0031] 本發(fā)明的非均相高級催化氧化廢水處理方法與常規(guī)非均相催化氧化處理技術(shù)的 對比如下表：
[0032]
[0033] 本發(fā)明廣泛應(yīng)用于紙漿造紙、染料、防腐劑、顯相劑、農(nóng)藥等廢水處理工程中，具有 很好的應(yīng)用前景。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種非均相高級催化氧化廢水處理方法，其特征是，通過在廢水中加入催化劑，對投 加于廢水中的氧化劑進(jìn)行催化，使氧化劑高效釋放，實(shí)現(xiàn)對難降解物質(zhì)的深度氧化，在催化 劑作用下，產(chǎn)生活潑羥基自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快對廢水中有機(jī)物和還 原性物質(zhì)的氧化。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均相高級催化氧化廢水處理方法，其特征是，所述催化劑 以質(zhì)量百分比〇. 1-0. 25%的比例加入廢水中。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均相高級催化氧化廢水處理方法，其特征是，所述催化劑 通過以下過程制備： 以特種混合陶粒作為載體，該特種混合陶粒是通過三氧化二錯(cuò)、高粘土、粘土和活性炭 粉末按質(zhì)量比1. 5-2. 5:0. 5-1. 5:3. 5-4. 5:0. 3-0. 6的比例混合后造粒而成，將所述載體在 濃度0. 2-0. 8mol/L的過渡金屬催化劑溶液中浸泡20-25小時(shí)進(jìn)行活化，然后在600-700°C 下燒結(jié)2-4小時(shí)，制成催化劑。
【專利摘要】一種非均相高級催化氧化廢水處理方法，是以特種混合陶粒作為載體，將所述載體在過渡金屬催化劑溶液中浸泡進(jìn)行活化，然后燒結(jié)，作為催化劑，加入廢水中，對投加于廢水中的氧化劑進(jìn)行催化，使氧化劑高效釋放，實(shí)現(xiàn)對難降解物質(zhì)的深度氧化，在催化劑作用下，產(chǎn)生活潑羥基自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快對廢水中有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化。本發(fā)明對于廢水的脫色和COD去除率都大幅提高，具有對水質(zhì)適用性強(qiáng)、反應(yīng)條件低、無需調(diào)酸、產(chǎn)泥量小、費(fèi)用低等特點(diǎn)，對后續(xù)的生化處理沒有毒害作用，對環(huán)境友好。
【IPC分類】C02F1/72, B01J32/00, B01J23/745, B01J23/72, B01J21/18
【公開號】CN104891636
【申請?zhí)枴緾N201510341753
【發(fā)明人】邊瀟, 許中華
【申請人】許中華
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月19日