改性分子篩為催化劑處理含低濃度全氟辛酸銨廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性分子篩為催化劑處理含低濃度全氟辛酸銨廢水的方法，改性分子篩的制備：配制含有硝酸鈰、硝酸鉛、硝酸錳或硝酸鐵的混合溶液，將分子篩浸漬于混合溶液中，取出干燥、焙燒；臭氧催化氧化：將得到的改性分子篩和含全氟辛酸銨濃度為50～500mg/L、溫度為20～100℃的廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌30～120分鐘；改性分子篩的回收：經(jīng)過(guò)臭氧催化氧化得到混濁溶液，通過(guò)靜置、離心或者過(guò)濾，將改性分子篩從溶液中分離出來(lái)，用于下一次的催化氧化過(guò)程。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于處理效率高、操作簡(jiǎn)便，無(wú)二次污染，運(yùn)行成本低等。
【專利說(shuō)明】改性分子篩為催化劑處理含低濃度全氟辛酸銨廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理和環(huán)境催化領(lǐng)域，涉及一種改性分子篩為催化劑臭氧氧化降解低濃度全氟辛酸銨廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著有機(jī)氟化合物的廣泛應(yīng)用，全氟辛酸銨(簡(jiǎn)稱PF0A)作為一種性能優(yōu)良的有機(jī)氟表面活性劑，通常是用于生產(chǎn)高效能氟聚合物時(shí)所不可或缺的加工助劑，在樹脂生和電子元器件以及各種油漆、涂料等的生產(chǎn)過(guò)程中被大量應(yīng)用，這些高效能氟聚合物可被廣泛應(yīng)用于航空科技、運(yùn)輸、電子行業(yè)，以及廚具等民生用品。例如在分散法生產(chǎn)聚四氟乙烯樹脂時(shí)要加入一定量的分散劑全氟辛酸銨，最后在這些生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水含有低濃的全氟辛酸根離子，通常只有0.1%左右，甚至更低，回收價(jià)值低，處理相對(duì)困難。全氟辛酸銨是一種價(jià)格昂貴高效的表面活性劑，理化性能穩(wěn)定，難生物降解，隨廢水排放的全氟辛酸銨分解后會(huì)在環(huán)境中釋放出來(lái)，進(jìn)入人體蓄積，對(duì)人體造成極大的毒害。國(guó)內(nèi)外對(duì)低濃度全氟辛酸銨廢水的處理研究較少，主要采用傳統(tǒng)的分離方法如沉淀、真空蒸餾、陰離子交換等，由于廢水中全氟辛酸銨的濃度往往很低，如果采用則存在回收利用困難、耗能高、設(shè)備投資大、且存在二次污染問(wèn)題，如果直接對(duì)全氟辛酸銨廢水的進(jìn)行處理，又存在工藝復(fù)雜，回收利用率不高，工業(yè)化困難等問(wèn)題。因此，開發(fā)出針對(duì)含低濃度全氟辛酸銨廢水進(jìn)行深度處理工藝是十分必要的，既有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，又有重要的環(huán)境意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有低濃度全氟辛酸銨廢水處理技術(shù)存在的不足，主要利用改性分子篩為催化劑，通過(guò)臭氧催化氧化降解廢水中的全氟辛酸銨。
[0004]一種改性分子篩為催化劑處理含低濃度全氟辛酸銨廢水的方法，其特征在于，包含如下工藝流程:
(1)改性分子篩的制備:配制含有硝酸鈰、硝酸鉛、硝酸錳或硝酸鐵的混合溶液，將干燥好的20~40目分子篩浸潰于混合溶液中3~6小時(shí)，取出放入烘箱中60~120°C溫度下干燥2~5小時(shí)。然后置于馬弗爐中450~600°C焙燒2~4小時(shí)；
(2)臭氧催化氧化:將步驟(1)中得到的改性分子篩和含全氟辛酸銨濃度為50~500mg/L、溫度為20~100°C的廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌30~120分鐘；
(3)改性分子篩的回收:經(jīng)過(guò)臭氧催化氧化得到混濁溶液，通過(guò)靜置、離心或者過(guò)濾，將改性分子篩從溶液中分離出來(lái)，用于下一次的催化氧化過(guò)程。
[0005]所述分子篩為13X分子篩，經(jīng)改性后的分子篩組分和質(zhì)量百分比為:96~98%的分子篩、I~3%的氧化鉛、I~3%的氧化鈰和O~3%的氧化錳或氧化鐵。
[0006]該方法的優(yōu)點(diǎn)在于特效型強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、無(wú)二次污染等。
[0007]【具體實(shí)施方式】
[0008]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施案例作詳細(xì)說(shuō)明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0009]實(shí)施例1:
(I)稱取5g硝酸鈰和4g硝酸鉛加入100 mL的去離子水中，攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g 20~40目分子篩浸潰于該溶液中4小時(shí)，取出放入烘箱中100°C溫度下干燥6小時(shí)，然后置于馬弗爐中600°C焙燒2小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中CeO2和PdO的質(zhì)量百分比含量分別為2%和1%。
[0010](2)將步驟(1)中得到的改性分子篩和含全氟辛酸銨濃度為300 mg/L、溫度為400C的1000 mL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌60分鐘，過(guò)濾將改性分子篩從溶液中分離出來(lái)，處理后的廢水中全氟辛酸銨濃度為49 mg/L，去除率為83.7%。
[0011]實(shí)施例2:
(I)稱取5g硝酸鈰和6g硝酸鉛加入100 mL的去離子水中，攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g 20~40目分子篩浸潰于該溶液中5小時(shí)，取出放入烘箱中80°C溫度下干燥4小時(shí)，然后置于馬弗爐中400°C焙燒4小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中CeO2和PdO的質(zhì)量百分比含量分別為2%和1.5%。
[0012](2)將步驟(1)中得到的改性分子篩和含全氟辛酸銨濃度為500 mg/L、溫度為400C的1000 mL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌80分鐘，過(guò)濾將改性分子篩從溶液中分離出來(lái)，處理后的廢水中全氟辛酸銨濃度為76 mg/L，去除率為84.8%。
[0013]實(shí)施例3:
(I)稱取3.78g硝酸鈰和4g硝酸鉛加入100 mL的去離子水中，攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g 20~40目分子篩浸潰于該溶液中3小時(shí)，取出放入烘箱中60°C溫度下干燥5小時(shí)，然后置于馬弗爐中500 V焙燒3小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中CeO2和PdO的質(zhì)量百分比含量分別為2%和1.5%。
[0014](2)將步驟(1)中得到的改性分子篩和含全氟辛酸銨濃度為200 mg/L、溫度為300C的1000 mL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌50分鐘，過(guò)濾將改性分子篩從溶液中分離出來(lái)，處理后的廢水中全氟辛酸銨濃度為35 mg/L，去除率為82.5%。
[0015]實(shí)施例4:
(I)稱取5g硝酸鈰和4g硝酸鉛和10.12g硝酸鐵加入100 mL的去離子水中,攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g 20~40目分子篩浸潰于該溶液中4小時(shí)，取出放入烘箱中100°C溫度下干燥6小時(shí)，然后置于馬弗爐中600°C焙燒2小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中CeO2、PdO和Fe2O3的質(zhì)量百分比含量分別為2%、1%和2%。
[0016](2)將步驟(1)中得到的改性分子篩和含全氟辛酸銨濃度為300 mg/L、溫度為40°C的1000 mL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌60分鐘，過(guò)濾將改性分子篩從溶液中分離出來(lái)，處理后的廢水中全氟辛酸銨濃度為55 mg/L，去除率為81.7%。
[0017]實(shí)施例5:
(I)稱取5g硝酸鋪和2.87g硝酸鉛和5.04g硝酸猛加入100 mL的去離子水中,攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g 20~40目分子篩浸潰于該溶液中5小時(shí)，取出放入烘箱中80°C溫度下干燥4小時(shí)，然后置于馬弗爐中400°C焙燒4小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中Ce02、PdO和Fe2O3的質(zhì)量百分比含量分別為2%和1.5%和2%。
[0018](2)將步驟(1)中得到的改性分子篩和含全氟辛酸銨濃度為500 mg/L、溫度為400C的1000 mL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌80分鐘，過(guò)濾將改性分子篩從溶液中分離出來(lái)，處理后的廢水中全氟辛酸銨濃度為62 mg/L，去除率為87.6%。
[0019]實(shí)施例6:
(I)稱取2.5g硝酸鈰、1.26g硝酸鉛和10.1g硝酸錳加入100 mL的去離子水中，攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g 20~40目分子篩浸潰于該溶液中3小時(shí)，取出放入烘箱中60°C溫度下干燥5小時(shí)，然后置于馬弗爐中500°C焙燒3小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中Ce02、PdO和MnO的質(zhì)量百分比含量分別為2%、1.5%和4%。
[0020](2)將步驟(1)中得到的改性分子篩和含全氟辛酸銨濃度為200 mg/L、溫度為300C的1000 mL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌50分鐘，過(guò)濾將改性分子篩從溶液中分離出來(lái)， 處理后的廢水中全氟辛酸銨濃度為26 mg/L，去除率為87%。
【權(quán)利要求】
1.一種改性分子篩為催化劑處理含低濃度全氟辛酸銨廢水的方法，其特征在于，包含如下工藝流程: (1)改性分子篩的制備:配制含有硝酸鈰、硝酸鉛、硝酸錳或硝酸鐵的混合溶液，將干燥好的20~40目分子篩浸潰于混合溶液中3~6小時(shí)，取出放入烘箱中60~120°C溫度下干燥2~5小時(shí)； 然后置于馬弗爐中450~600°C焙燒2~4小時(shí)； (2)臭氧催化氧化:將步驟(1)中得到的改性分子篩和含全氟辛酸銨濃度為50~500mg/L、溫度為20~100°C的廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌30~120分鐘； (3)改性分子篩的回收:經(jīng)過(guò)臭氧催化氧化得到混濁溶液，通過(guò)靜置、離心或者過(guò)濾，將改性分子篩從溶液中分離出來(lái)，用于下一次的催化氧化過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性分子篩為催化劑處理含低濃度全氟辛酸銨廢水的方法，其特征在于，所述分子篩為13X分子篩，經(jīng)改性后的分子篩組分和質(zhì)量百分比為:96~98%的分子篩、I~3%的氧化鉛 、I~3%的氧化鈰和O~3%的氧化錳或氧化鐵。
【文檔編號(hào)】C02F1/78GK103991948SQ201410206866
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】何丹農(nóng), 董亞梅, 王婷, 趙昆峰 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司