專利名稱：一種用于催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及催化劑的制備方法，尤其涉及一種用于催化氧化處理高濃度廢 水的催化劑的制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
催化氧化技術(shù)是一種非常有效的高級化學(xué)氧化水處理技術(shù)，特別適用于有 毒有害和高濃度有機(jī)廢水的處理，催化氧化技術(shù)以其處理效率高、二次污染低、 氧化速度快、設(shè)備體積小等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注，具有良好的應(yīng)用前景。在 現(xiàn)有的催化氧化技術(shù)中Fenton試劑法由于產(chǎn)生高效的羥基自由基離子，從而能 夠有效的處理一些生物難降解的有機(jī)廢水，它用&02為氧化劑，F(xiàn) 或F^+為 催化劑，F(xiàn)^+或F^+可加快H202分解為'OH，使溶液中的有機(jī)物被OH迅速氧化 降解。但是由于催化氧化反應(yīng)效率低，氧化劑用量大等缺點(diǎn)，影響了這類催化 氧化方法的工業(yè)化應(yīng)用。
現(xiàn)在國內(nèi)針對Fenton試劑的應(yīng)用有許多專利，但都是著眼于Fenton試劑與超 聲波(CN1546395、 CN1583587)，微電解(CN1631818),光催化(CN1699211)， 以及與生物法聯(lián)合(CN1611457、 CN1736898)的改進(jìn)工藝。這類工藝方法并沒 有針對Fenton試劑作出改進(jìn)，在這類工藝方法的應(yīng)用中也普遍存在投入大，處理 成本高的劣勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于催化氧化處理高濃度 廢水的催化劑的制備方法及用途。
用于催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的催化劑的制備方法包括如下步驟
1) 將椰殼活性炭在10(TC 12(TC溫度下干燥8 15小時，取出將其加入到 2 10%的硫酸溶液中，然后浸漬12 36小時，加入1 10%的雙氧水溶液，浸 漬12 36小時，取出，陰干得到活性炭，備用；
2) 將活性炭等體積浸漬在過渡金屬鹽溶液中，浸漬12 36小時，100°C 12(TC溫度下干燥8 15小時，再在300'C 65(TC溫度下煅燒3 8h小時，得到 用于催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的催化劑，過渡金屬為Mn、 Fe、 Cu、 Zn、 Co、 Ce、 Cr或Ti中的一種或幾種，過渡金屬鹽的量為活性炭的0.2-10wt%。
用于催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的催化劑劑用于含有酚化合物、鹵代脂 族化合物、芳香烴、鹵代芳香化合物、硝化芳香化合物、芳雜環(huán)化合物、氰、酰胺、硫醇、酮、脲、酰亞胺、有機(jī)磷化合物、氰化物以及它們的混合物的廢 水處理。
本發(fā)明將活性炭浸漬在硫酸溶液中主要是活性炭經(jīng)硫酸氧化可以提高炭表
面含氧官能團(tuán)的數(shù)量，并且活性炭的孔道會被部分?jǐn)U大，這樣使反應(yīng)中Fenton 試劑中的金屬離子Fe可以在活性炭的內(nèi)外表面均勻分布，提高了催化劑的反應(yīng) 效率，通過雙氧水浸漬后，活性炭表面的含氧官能團(tuán)可以進(jìn)一步提高，并且雙 氧水可以對活性炭表面進(jìn)行改性，改變活性炭的吸附性能。
本發(fā)明的催化劑制備過程非常簡單，實(shí)際操作方便，通過一次處理后的活 性炭反應(yīng)床的使用壽命大約在0.5 1年，活性炭催化劑壽命長。長時間使用后 的催化劑可以重復(fù)上述的酸、雙氧水處理過程，活性炭催化劑的使用效果可以 提高卯％以上。
本發(fā)明的活性炭催化劑可以在常溫常壓下進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，無需高溫高 壓設(shè)備，設(shè)備投資低；在反應(yīng)中充分利用活性炭催化劑床層作用，使過氧化氫 在添加的金屬離子的作用下盡量完全的轉(zhuǎn)化為羥基自由基，使高濃度難降解有 機(jī)污染物較好的降解。本發(fā)明的活性炭催化劑應(yīng)用于催化氧化高濃度有機(jī)廢水， 水力停留時間短，裝置簡單，占地面積小。
本發(fā)明的用于催化氧化高濃度生物難降解有機(jī)廢水的催化劑，適用于高濃 度、成分復(fù)雜、有毒有害、難生物降解的有機(jī)化學(xué)品、紡織、印染、制藥等生 產(chǎn)行業(yè)的有機(jī)廢水處理?；钚蕴看呋驳氖褂脡勖梢赃_(dá)到0.5 1年以上。廢水 處理后，與常規(guī)Fenton試劑相比，處理效率明顯提高，處理成本降低約20%。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明給予進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
1) 將椰殼活性炭在IO(TC溫度下干燥8小時，取出將其加入到2%的硫酸溶 液中，然后浸漬12小時，加入1。％的雙氧水溶液，浸漬12小時，取出，陰干得 到活性炭，備用；
2) 將活性炭等體積浸漬在過渡金屬鹽溶液中，浸漬12小時，IO(TC溫度下干 燥8小時，再在30(TC溫度下煅燒3h小時，得到用于催化氧化處理高濃度有機(jī) 廢水的催化劑，過渡金屬為Mn，過渡金屬鹽的量為活性炭的0.2wtX。
制得的催化劑催化氧化處理有機(jī)助劑廠廢水
廢水COD值為6452.4mg/L，主要含有氰基芐基氯、亞磷酸三乙脂，對苯二 甲醛、DMF、三聚氯氰等。廢水先用酸將廢水的pH值調(diào)至2，然后用蠕動泵將廢水打入反應(yīng)器中，控制流量為100ml/h，同時向反應(yīng)器中加入活性炭催化劑及 復(fù)配的氧化劑(含過氧化氫0.1ml/L)，通入空氣曝氣，催化反應(yīng)一定時間，出 水用氫氧化鈣和聚丙烯酰胺混凝，靜置沉降分離，清液排入二級生化處理系統(tǒng)。 經(jīng)過本發(fā)明處理后，COD去除率為73.8°%。 實(shí)施例2
1) 將椰殼活性炭在12(TC溫度下干燥15小時，取出將其加入到10%的硫酸 溶液中，然后浸漬36小時，加入10。^的雙氧水溶液，浸漬36小時，取出，陰 干得到活性炭，備用；
2) 將活性炭等體積浸漬在過渡金屬鹽溶液中，浸漬36小時，12(TC溫度下干 燥15小時，再在65(TC溫度下煅燒8h小時，得到用于催化氧化處理高濃度有機(jī) 廢水的催化劑，過渡金屬為Fe、 Mn 、 Cu，過渡金屬鹽的量為活性炭的10wt%。
制得的催化劑催化氧化處理有機(jī)化工廠廢水
有機(jī)化工廠廢水COD值為5674mg/L，主要含有氰基節(jié)基氯、乙醇胺，DSD 酸、DMF、三聚氯氰等。先用酸將廢水的pH值調(diào)至5，然后用蠕動泵將廢水打 入反應(yīng)器中，控制流量為800ml/h，同時向反應(yīng)器中加入活性炭催化劑及復(fù)配的 氧化劑(含過氧化氫0.1ml/L)，通入空氣曝氣，催化反應(yīng)一定時間，出水用氫 氧化鈣和聚丙烯酰胺混凝，靜置沉降分離，清液排入二級生化處理系統(tǒng)。
經(jīng)過本發(fā)明處理后，COD去除率為72.2% 。 實(shí)施例3
1) 將椰殼活性炭在ll(TC溫度下干燥12小時，取出將其加入到10%的硫 酸溶液中，然后浸漬24小時，加入10%的雙氧水溶液，浸漬24小時，取出， 陰干得到活性炭，備用；
2) 將活性炭等體積浸漬在過渡金屬鹽溶液中，浸漬36小時，120'C溫度下干 燥15小時，再在50(TC溫度下煅燒12小時，得到用于催化氧化處理高濃度有機(jī) 廢水的催化劑，過渡金屬為Ce、 Zn、 Cu、 Mn，負(fù)載量為活性炭的10wt%。 制得的催化劑催化氧化方法處理化工生產(chǎn)廢水
1.化工生產(chǎn)廠混合廢水COD值為18677.3mg/L,主要含有大量的酚化合物、 鹵代脂族化合物、芳香烴、鹵代芳香化合物等。廢水先用酸將廢水的pH值調(diào)至 4，然后用蠕動泵將其打入反應(yīng)器中，控制流量為500ml/h，同時向反應(yīng)器中加 入活性炭催化劑及復(fù)配的氧化劑(含過氧化氫0.5ml/L)，通入空氣曝氣，催化 反應(yīng)一定時間，出水用氫氧化鈣和聚丙烯酰胺混凝，靜置沉降分離，清液排入 二級生化處理系統(tǒng)。
5經(jīng)過本發(fā)明處理后，COD去除率為63.7%。
2.化工廠生產(chǎn)廢水原水COD值為5718.7mg/L，主要含有大量的硝化芳香 化合物、芳雜環(huán)化合物、氰、酰亞胺等。初步生化處理后廢水COD值達(dá)到 2197.1mg/L,然后將生化處理后的廢水用酸將pH值調(diào)至3，然后用蠕動泵將其打 入反應(yīng)器中，控制流量為500ml/h，同時向反應(yīng)器中加入活性炭催化劑活性炭催 化劑及復(fù)配的氧化劑(含過氧化氫0.6ml/L)，通入空氣曝氣，催化反應(yīng)一定時 間，出水用氫氧化鈣和聚丙烯酰胺混凝，靜置沉降分離，清液可以達(dá)到納管標(biāo) 準(zhǔn)。
經(jīng)過本發(fā)明處理后，COD去除率為78.4% 。
權(quán)利要求
1.一種用于催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)將椰殼活性炭在100℃～120℃溫度下干燥8～15小時，取出將其加入到2～10％的硫酸溶液中，然后浸漬12～36小時，加入1～10％的雙氧水溶液，浸漬12～36小時，取出，陰干得到活性炭，備用；2)將活性炭等體積浸漬在過渡金屬鹽溶液中，浸漬12～36小時，100℃～120℃溫度下干燥8～15小時，再在300℃～650℃溫度下煅燒3～8h小時，得到用于催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的催化劑，過渡金屬為Mn、Fe、Cu、Zn、Co、Ce、Cr或Ti中的一種或幾種，過渡金屬鹽的量為活性炭的0.2-10wt％。
2. —種如權(quán)利要求1所述用于催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的催化劑的用 途，其特征在于，所述的催化劑用于含有酚化合物、鹵代脂族化合物、芳香烴、 鹵代芳香化合物、硝化芳香化合物、芳雜環(huán)化合物、氰、酰胺、硫醇、酮、脲、 酰亞胺、有機(jī)磷化合物、氰化物以及它們的混合物的廢水處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的催化劑的制備方法。包括如下步驟1)將椰殼活性炭在100℃～120℃溫度下干燥8～15小時，取出將其加入到2～10％的硫酸溶液中，然后浸漬12～36小時，加入1～10％的雙氧水溶液，浸漬12～36小時，取出，陰干得到活性炭，備用；2)將活性炭等體積浸漬在過渡金屬鹽溶液中，浸漬12～36小時，100℃～120℃溫度下干燥8～15小時，再在300℃～650℃溫度下煅燒3～8h小時，得到用于催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水的催化劑。本發(fā)明制備的活性炭催化床的使用壽命可以達(dá)到0.5～1年以上。廢水處理后，與常規(guī)Fenton試劑相比，處理效率明顯提高，處理成本降低約20％。
文檔編號B01J21/18GK101601998SQ20091009951
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者徐灝龍, 虹 朱, 章一丹 申請人:浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計研究院