[發明專利]降解多/雜環芳烴的仿酶型水處理劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201110266958.1
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102350300A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 王光華;李文兵;陳坤;劉文敏;劉向勇;常紅兵;魯云洲
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/28;B01J20/30;B01J23/745;C02F1/58;C02F1/72;C02F1/28
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

技術領域

本發明屬于水處理劑技術領域。具體涉及一種降解多/雜環芳烴的仿酶型水處理劑及其制備方法。

背景技術

焦化廢水是很難處理的一類量大、化學成分十分復雜的有機工業廢水，含有多種難以被微生物降解、高毒性的有機物及無機鹽類，若排入水體，將會造成嚴重的水體污染和生態毒性。而當前的治理方法未能實現高效地處理這類水體中難降解有機物，或者部分能實現但又會產生二次新的污染，嚴重地影響這類廢水的再生循環利用。

對焦化廢水的傳統處理采用生物處理法-活性污泥法，此法雖能有效去除焦化廢水中的酚類物質，但對難生物降解有毒性的有機物和色度處理效果較差，處理后含有多環芳烴、雜環芳烴、羧酸類、長碳酮酸類、醇類、脂類等一百多種化合物，該類化合物具有硝基、酰基、磺酰胺基等發色基團及羥基、-OR、NR₂等助色基團，很難達到廢水再生回用標準。

催化氧化技術是一種能高效降解水體中難降解有毒有機污染物的綠色環境污染治理高級催化降解技術，其實質是在降解酶的作用下降解氧化芳烴有機物，利用TiO₂和Fenton試劑催化降解多環芳烴，但存在TiO₂催化劑回收困難及會產生大量含鐵污泥等二次污染物，導致使用成本增加而限制了其實際應用。

磁分離技術能有效地解決催化劑回收利用，其主要利用磁性負載催化劑的納米粒子在外加磁場的作用下很容易從樣品中分離的特性。納米磁催化劑主要集中在針鐵礦(α-FeOOH)和磁赤鐵礦(γ-Fe₂O₃)，而用于磁鐵礦(Fe₃O₄)降解多環芳烴、雜環芳烴未見報道

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的在于提供一種去除效率高、能重復使用、低成本和綠色環保的用于降解焦化廢水中多/雜環芳烴的仿酶型水處理劑及其制備方法。

為達到上述目的，本發明所用的制備降解多/雜環芳烴的仿酶型水處理劑的方法為以下步驟：

步驟一、將膨潤土∶去離子水按質量比為1∶(30～60)混合均勻，置于反應釜中，在20～30℃和60～150r/min的條件下攪拌20～40min，靜置8～12h，去掉上層，取中間層，然后于70～90℃干燥5～6h，壓碎，即得純化膨潤土。

步驟二、將純化膨潤土∶氯化鈉溶液按質量比為1∶(1～2.5)混合均勻，置于另一個反應釜中，在70～90℃恒溫水浴中和60～150r/min的條件下攪拌30～60min；再進行液固分離，得固體，用去離子水洗滌所述固體至無氯離子；然后于100～120℃烘干、研磨，過200目篩，得鈉化膨潤土。

步驟三、以0.0005L/min的滴加速度向AlCl₃溶液中滴加NaOH溶液，滴加至Al³⁺∶OH^-的物質量比為1∶(2～2.5)，再以500～1000r/min攪拌1～4h，老化20～28h，制成鋁交聯劑。

步驟四、把鈉化膨潤土制成1.5～5.0wt％鈉化膨潤土漿液，在60～80℃條件下，以30滴/min的滴加速度向鋁交聯劑中滴加鈉化膨潤土漿液，滴加至鈉化膨潤土漿液∶鋁交聯劑的體積比為(4～7)∶1，；再以600～2000r/min攪拌20～40min，靜置10～24h，離心，清洗，70～90℃干燥，制成鋁柱撐膨潤土。

步驟五、將鋁柱撐膨潤土∶去離子水∶溴化十六烷三甲基銨按質量比為1∶(40～100)∶(0.1～0.4)混合均勻，置于反應釜中，在60～80℃的水浴中和1000～2500r/min條件下攪拌40～70min。

再將硫酸亞鐵和三氯化鐵按照Fe²⁺∶Fe³⁺的物質量比為1∶(1.5～3)加入所述反應釜中，在氮氣氣氛和60～80℃水浴條件下，2000～4000r/min攪拌10～15min，得混合溶液。

然后在200～400r/min攪拌下，向所述混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，滴加至pH為9～12；于60～80℃水浴中和600～1500r/min條件下攪拌1.5～3h，在40～60℃水浴中晶化1～2h；最后進行液固分離，去除上層清液，清洗，于70～90℃干燥12～24h，研磨，過200目篩，得到仿酶型膨潤土水處理劑。

上述技術方案中：氯化鈉溶液的濃度為0.15mol/L；NaOH溶液的濃度為1mol/L。

由于采用上述技術方案，本發明具有以下優點：