[發明專利]一種混合稀土-銅-鐵-碳催化氧化法處理高濃度難降解有機廢水的方法

有效

• 申請號: 201310003879.0
• 申請日: 2013-01-06
• 公開（公告）號: CN103058347A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 奚旦立;冀世峰;馬春燕;徐淑紅
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于高濃度難降解有機廢水處理領域，特別涉及一種混合稀土-銅-鐵-碳催化氧化法處理高濃度難降解有機廢水的方法。

背景技術

濕法催化氧化處理高濃度難降解有機廢水是一種有效方法，主要應用于印染、化工、食品、醫藥等工業的廢水處理。常用催化劑有貴金屬和非貴金屬二類，前者典型的是鉑、銀、銠、釕等；非貴金屬催化劑常用銅、鐵等，貴金屬來源少，價格昂貴，只適用于特殊要求的場合。

鐵-碳法處理有機廢水是最常用的一種有機廢水處理方法，實際上是利用微電解法，鐵氧化成鐵離子，經過絮凝、搭橋、吸附等作用，將有機污染物降解、吸附，在經過沉淀（或氣浮）進行氣液分離。方法必須在pH=3左右的強酸性條件下進行，由于反復用酸和堿調節pH，不僅處理成本很高，并且產生大量鹽類并影響后續生化處理。

當鐵-碳法增加銅作為催化劑，即銅-鐵-碳法，其反應的能力和速度大大改善，但一般在pH≦5，處理可以獲得很好效果。若采用銀作為催化劑即銀-鐵-碳體系反應條件是pH≦7，但是銀是一種貴金屬，價格較高。

非貴金屬稀土元素是一類新型催化劑，從電子結構上分析，稀土元素中每一元素的最外層電子均為3個，所以具有相似的化學性質，但是次外層電子數是不同的，由于位于第六周期，原子核與外層、次外層電子距離較遠，吸引力較弱，因此這些電子更加活躍，在催化過程中電子云轉移和變化能力更強，所以催化能力也更強。

在文獻資料中大多以氧化鈰作為研究對象，并浸漬在多孔的載體上制成非均相催化劑。以氧化鈰作為研究對象在理論分析上是合理的，但是實用上由于稀土元素分離困難，單一稀土化合物價格高昂，而且混合物中各種元素同樣具有催化能力，混合物還可能有加合作用。中國是稀土產量最大的國家，生產廠具有大量含有稀土混合物的廢渣（氧化物含量3%-15%）。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種混合稀土-銅-鐵-碳催化氧化法處理高濃度難降解有機廢水的方法，該方法適用于pH3-13的高濃度難降解有機廢水處理，不必用酸、堿調節，反應速度快，處理效果好；該方法簡單，成本低，生產效率高，環保，適合于工業化使用。

本發明的一種混合稀土-銅-鐵-碳催化氧化法處理高濃度難降解有機廢水的方法，包括：

（1）將稀土礦石經碳酸鹽和草酸沉淀后得到廢渣，按重量比，將1份廢渣和1-4份的鹽酸混合，充分攪拌后活化6-12小時，得到鹽酸處理后的廢渣，存放備用；廢渣含混合稀土氧化物8%-25%；

（2）稀土-銅-鐵混合催化劑配置：將生鐵屑、黃銅屑和鹽酸處理后的廢渣混合并充分拌勻，在20℃-100℃下活化1-6小時后得到稀土-銅-鐵混合催化劑，備用，臨用時配置；生鐵屑、黃銅屑與混合稀土氧化物的配比為100公斤:0.1-1公斤:30-150克；

（3）催化氧化反應球（袋）制備：將焦炭以2:5的質量比和稀土-銅-鐵混合催化劑攪拌混合，裝于反應球或袋中；

（4）廢水直接進入反應球或袋中，曝氣反應0.5-2.5小時，氣水比為1:1-1:3，反應結束后加聚合氧化鋁PAC混凝沉淀。

所述步驟（1）中的稀土礦石為不含放射性物質的稀土礦石。

所述步驟（1）中的鹽酸的質量分數為10%-60%。

所述步驟（2）中的生鐵屑粒徑為2-20毫米。

所述步驟（2）中的黃銅屑粒徑為5-15毫米。

所述步驟（3）中的焦炭的粒徑1-10厘米。

所述步驟（3）中的反應球或袋的裝填體積容量為30%-50%。

所述步驟（3）或（4）中的反應球為PVC或PP材料或錦綸絲袋，直徑3-18厘米，孔的直徑為1.0-1.5毫米。

本發明是為了解決高濃度難降解有機工業廢水的處理、利用稀土元素生產廠的廢渣，研制混合稀土催化劑并應用于高濃度、高堿度的難降解有機工業廢水的處理；適用于pH3-13

大范圍內的高濃度難降解有機廢水處理的方法。

有益效果

（1）本發明采用了廢渣制備稀土混合物制成的稀土-銅-鐵混合催化劑，可以有效提高處理效率和反應速度，更重要的是，反應條件從鐵-碳法的pH=3，稀土-鐵碳混合催化劑的

pH≦8，提高到pH3-13大范圍內均能對高濃度難降解有機廢水有良好去除效果，不必用酸、堿調節，大大擴充了應用范圍，并且比一般低pH下的反應速度更快且處理效果更好；

（2）本發明制備方法簡單，成本低，生產效率高，環保，適合于工業化使用。