[發明專利]一種含酚廢水的催化濕式氧化方法

有效

• 申請號: 201410710301.3
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN105712460B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 蔣廣安;張曄;單廣波;劉雪玲;李寶忠;郭宏山;劉忠生
• 申請（專利權）人: 大連福瑞普科技有限公司
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;B01J23/83;B01J23/34;C02F101/34
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本發明公開了一種含酚廢水的催化濕式氧化方法。該方法是將含酚廢水與催化濕式氧化催化劑接觸進行反應，該催化劑包括下述核殼結構組分，該核殼結構組分是以活性炭為核，以含過渡金屬和稀土金屬的氧化鋁為殼。該方法所采用的催化劑具有催化性能良好、耐磨性能強、使用穩定性好的特點，有利于提高含酚類廢水中的有機物的去除率，使用周期長。

技術領域

本發明涉及一種催化濕式氧化的方法，特別是用于含酚廢水的催化濕式氧化方法。

背景技術

酚類化合物(苯酚及其衍生物)主要來源于煤化工、石油化工、制藥廠、苯酚生產及酚醛樹脂生產廠等，是一種原生質高毒物質，對一切生物個體都有毒害作用，可通過皮膚、粘膜、口腔進入生物體內，與細胞原漿中的蛋白質接觸后形成不溶性蛋白質而使細胞失去活性，尤其對神經系統有較大的親和力，使神經系統發生病變。酚是工業廢水中常見的高毒性、難降解有機物，不但危害人體健康安全，而且嚴重破壞自然生態平衡，造成嚴重的環境污染。水中酚含量達到5~10mg/L時，會引起魚類大量死亡。此外，用含酚廢水灌溉農田，也會使農作物減產或枯死。對于高濃度的含酚廢水可采用物理化學法、生物法、化學氧化法等處理。物理化學法包括吸附法、萃取法、液膜分離技術、氣提及蒸餾氣提法、精餾法，其中最為常用的是吸附法。吸附法是利用一些多孔吸附劑較高的比表面積表現出的較強的吸附性能將廢水中的酚類物質吸附，吸附劑吸附飽和后可再生使用，酚類物質也可以回收利用。常用的吸附劑主要有活性炭、磺化煤等吸附劑。活性炭吸附雖然吸附量大，但再生困難，因而其使用逐漸不為人們看好。磺化煤的吸附容量較小，處理后廢水中含酚量遠達不到排放標準，需進行二級處理。所以活性炭和磺化煤在處理高濃度含酚廢水時受到了一定的限制。此類方法只是將酚類物質進行濃縮及部分轉移，不能從根本上消除污水中的酚類污染物。對于高濃度的含酚廢水來說，生物法的處理效果不是很好，廢水中的部分酚類對厭氧微生物具有一定的毒害作用，因此，使用生物法處理酚類廢水一般COD去除率不高，處理時間較長。化學氧化法是廢水中呈溶解狀態的酚類物質在加溫加壓條件下，通過化學反應被氧化成微毒或無毒的物質，或者轉化為容易與水分離的形態，從而達到去除的目的。

傳統的化學氧化法需要高溫高壓，不但能耗高而且對設備材質要求也高，因此，工業上一般在傳統氧化法對含酚廢水進行處理時，加入催化劑，以降低反應的活化能，從而使反應能在更加溫和的條件下和在更短的時間內完成。目前，濕式催化氧化法采用的催化劑，按照催化劑不同的形態，可以把催化劑分為均相和非均相兩種。

均相催化劑主要包括以產生含氧自由基的Fenton試劑、Fe³⁺、Cu²⁺、鈷和錳等金屬離子，借助于這些均相催化劑的作用，廢水中的有機組分、硫化物、氨氮等被空氣、氧氣、臭氧等氧化介質分別氧化成低分子酸( 低分子醇或二氧化碳)、硫酸鹽或硫代硫酸鹽、氮氣等，使廢水達到脫碳、脫硫和脫氮的處理目的。均相氧化催化劑制備和使用過程較為簡單，一般可直接選用鐵、銅、鈷、錳等金屬鹽配成水溶液或直接投入到所處理的廢水中，并由處理后的出水中排出或再生后循環使用。采用均相催化氧化，由于金屬活性組分在廢水中能夠充分溶解和分散，一般可達到較為穩定的廢水處理效果，但存在著藥劑耗量大、運行費用高、金屬流失和二次污染等嚴重問題，致使其應用受到較大的限制。

非均相催化劑主要是以活性炭、氧化鋁等為載體，以堿金屬、堿土金屬、過渡金屬或貴金屬中的一種或幾種作為活性組分構成的催化劑。活性炭是由含碳物質制成的黑色、孔隙發達、比表面積大、吸附能力強的一類微晶質碳。活性炭性質穩定，耐酸、耐堿、耐熱，不溶于水或有機溶劑，易再生，是一種環境友好型吸附劑，廣泛應用于工業“三廢”治理、食品、醫藥、載體、半導體、電池及電能貯存等領域。目前用于廢水處理的非均相催化劑大多選用活性炭作為載體，但是選用活性炭負載金屬制備的催化劑耐磨性能差，機械強度不高，負載的金屬易流失，使得活性炭催化劑的應用效果打了折扣。無定形氧化鋁因具有良好的化學穩定性，孔容大，具有一定的酸性、孔結構分布集中、機械強度大、耐腐蝕等優點，在催化領域得到了廣泛的應用，但無定形氧化鋁存在比表面小的缺點，對有機物的吸附和轉化能力相對較小。