[發(fā)明專利]一種微波誘導(dǎo)催化氧化高濃度有機(jī)廢水的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711286749.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN107986382A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐更;張桂華;周旭康;謝博亮;周玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科瑞博遠(yuǎn)科技有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/30
• 分類號(hào): C02F1/30;C02F1/72;B01J23/42;B01J23/72;B01J23/745;C02F101/30
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微波誘導(dǎo)催化氧化高濃度有機(jī)廢水的方法，屬于廢水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展使含難降解有機(jī)污染物的工業(yè)廢水種類與數(shù)量日益增多，這類廢水通常含有難降解、有毒、有害、有機(jī)污染物以及氨氮化合物、懸浮物等污染物，對(duì)環(huán)境的污染程度非常之大，采用常規(guī)的生物或者物理化學(xué)凈化等處理方法已經(jīng)難以滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求。因此這類工業(yè)有機(jī)廢水的凈化處理問題已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)外環(huán)保領(lǐng)域的難題之一，越來越受到人們的關(guān)注。

目前，有機(jī)廢水主要通過物理法、化學(xué)法和生物法的聯(lián)合使用來進(jìn)行處理。生物處理法還有一些缺點(diǎn)，首先是過程緩慢，并且會(huì)產(chǎn)生大量污泥，而這些污泥必須填埋處理。另外，對(duì)于毒性較大、濃度較高的廢水不適宜采用生物處理技術(shù)進(jìn)行處理，上述物質(zhì)對(duì)微生物的生長(zhǎng)有抑制作用，這些都限制了生物處理技術(shù)的應(yīng)用。

非生物處理方法包括物理法和化學(xué)法。物理法（包括吸附法、鹽析法、溶劑萃取法、氣提蒸餾法、離子交換法和膜技術(shù)等）是通過常用的相分離技術(shù)，使污染物濃縮。然后，如有必要，則采用化學(xué)法處理污染物。污染物的化學(xué)法處理主要是氧化，第一個(gè)商業(yè)化的氧化技術(shù)就是焚燒。在這個(gè)過程中，污染物在1000℃以上的氣相中被氧化。實(shí)際上，焚燒要求有機(jī)物濃度足夠高，以保證整個(gè)過程自熱平衡，否則將需要大量能量，因此焚燒技術(shù)需要廢水中的COD達(dá)到300g/L。另外，焚燒處理含氯物質(zhì)是產(chǎn)生的二噁英也是一個(gè)值得關(guān)注的問題。

另一個(gè)和氣相氧化不同的處理方法是液相氧化，根據(jù)氧化劑的不同，主要分為兩類：一是濕法氧化工藝（WAO），二是高級(jí)氧化工藝（AOP）。WAO通常在0.5-20MPa和400-700K下運(yùn)行，其最大的缺點(diǎn)是投資成本高，在高溫和高壓下，氧化產(chǎn)物具有較高的腐蝕性，需要使用特殊的合金材料。

微波誘導(dǎo)催化氧化技術(shù)（MICOP）是將高強(qiáng)度短脈沖微波輻射聚焦到含有某些“敏化劑”的固體催化劑床表面上，通過表面點(diǎn)位與微波能的強(qiáng)烈相互作用，將微波能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩x擇性地升高某些表面點(diǎn)位的溫度，當(dāng)反應(yīng)物與其接觸時(shí)就可能發(fā)生化學(xué)催化反應(yīng)。活性炭的強(qiáng)吸波性使其可作為“敏化劑”，已廣泛用于微波法治理環(huán)境污染物中。微波誘導(dǎo)活性炭催化氧化技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外處理高濃度難降解有機(jī)廢水的研究熱點(diǎn)之一。

在申請(qǐng)?zhí)枮?2118708.8的中國(guó)專利中，公開了一種微波催化氧化處理難降解廢水的工藝和裝置，該工藝可以在低溫常壓下反應(yīng)，工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但其氧化劑主要使用過氧化氫或純氧，存在安全風(fēng)險(xiǎn)大，成本高的缺點(diǎn)。

在申請(qǐng)?zhí)枮?00410013583.8的中國(guó)專利中，公開了一種用于微波誘導(dǎo)氧化工藝的改性氧化鋁催化劑的制備方法。該催化劑可以快速高效的將微波轉(zhuǎn)化為熱能，但其實(shí)施例中僅采用模擬廢水，比較廢水色素的脫除，實(shí)際廢水COD等指標(biāo)的去除能力并不明確。

在申請(qǐng)?zhí)枮?00610115836.1的中國(guó)專利中，公開了一種用于微波誘導(dǎo)ClO₂氧化催化氧化工藝的CuO-γAl₂O₃的制備方法。該催化劑可以加快氧化速度，減少ClO₂的用量，實(shí)現(xiàn)高效快速處理廢水中難降解有機(jī)污染物的問題。但其氧化劑成本高，安全風(fēng)險(xiǎn)大，同時(shí)處理廢水濃度較低（200mg/L左右）

在申請(qǐng)?zhí)枮?01310430879.9的中國(guó)專利中，公開了一種在含有鐵、錳和鎳中的一種或幾種的吸波材料的氧化劑的表面，利用微波效應(yīng)，是氧化劑表面產(chǎn)生較高溫度，從而發(fā)生氧化反應(yīng)，使有機(jī)物發(fā)生降解，從而達(dá)到處理污水的目的。但該方案存在催化劑制備復(fù)雜，用量大，回收率低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種新的微波輔助氧化處理有機(jī)高濃度廢水的方法，通過該方法可以有效的去除廢水中的有機(jī)物。

本發(fā)明提供了一種新的微波輔助氧化處理有機(jī)高濃度廢水的方法，該方法包括以下步驟：

A 采用浸漬-微波、浸漬-焙燒或乙二醇液相化學(xué)還原法制備活性炭、碳化硅、活性炭纖維、碳納米管負(fù)載的金屬催化劑。

B 將上述所得的催化劑加入含有有機(jī)物的廢水中，在微波作用下，通入氣體或液體氧化劑，使廢水中的有機(jī)物被氧化成為無機(jī)小分子化合物，從而達(dá)到減少污染物排放的目的。

如所述步驟A，本發(fā)明所述的活性炭、碳化硅、活性炭纖維、碳納米管負(fù)載的金屬催化劑制備方法主要有三種：

（一）浸漬-焙燒法

配制一定摩爾濃度的金屬鹽溶液，攪拌條件下，按照溶液體積的比例加入一定重量的活性炭、碳化硅、活性炭纖維、碳納米管進(jìn)行浸漬，然后進(jìn)行焙燒。