[發明專利]一種非均相臭氧催化降解印染廢水的工藝

有效

• 申請號: 201810162908.0
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108314214B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 廣西研創企業管理咨詢有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/78;B01J31/28;C02F101/30
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 葉春娜

本發明公開了一種催化臭氧降解印染廢水的處理工藝，其采用的催化劑為氮、鈷共摻雜氧化鈰納米管磁性催化劑，該催化劑活性組分特殊的納米管狀結構以及氮元素和鈷元素的摻雜使其具有高效的催化臭氧降解活性，該處理工藝具有操作簡單、成本低廉、降解效率高等優點。

技術領域

本發明涉及一種氮、鈷共摻雜氧化鈰納米管催化劑降解印染廢水的處理工藝，采用氮、鈷共摻雜氧化鈰納米管磁性殼聚糖催化劑，該催化劑活性組分特殊的納米管結構以及非金屬氮元素和金屬鈷元素的摻雜使其具有高效的催化臭氧降解活性，該處理工藝具有操作簡單、成本低廉、降解效率高等優點。

背景技術

印染廢水是當今污染源之一，降低廢水中的有機物含量和色度已成為當今工業廢水治理的一個熱點，是環境工作者十分關注的問題。由于目前各種印染產品的多樣化，制造方法也各不相同，所用有機物染料也是越來越多，廢水中的成分相當復雜，可生物降解性較差。一般來說，印染廢水主要具有以下幾個特點：（1）有機物含量高、色度大。印染廢水屬于有機廢水，天然和人工合成的染料構成水中主要的有機物組分。在印染加工過程中一般會使用大量染化料，這類物質不可能全部轉移到織物上，會在水中游殘留導致廢水的色度加深，況且纖維物質的不同導致染色過程所用的染料也不同，并隨著近年來各種新型助劑和漿料的頻繁使用，使得廢水的組成成分更加復雜，有時COD可達到2000～300mg/L，而BOD/COD不到0.2，有機物的可生物降解性能更低，所以處理難度更大。（2）水質變化大。印染廢水是印染行業在生產過程中排放的各種廢水的總稱。有些企業排放的生產廢水或輔助生產廢水中可能含有一部分生活污水，往往導致廢水的水質經常變化。由于廢水排放與企業生產的品種及所用燃料種類和數量的因素有關，所以水質變化大。（3）pH變化大。各種織物在染料加工過程中使用的工藝不同，需要在不同pH值條件下將進行染色才能將染料更好地沉積在織物上，所各類印染排放廢水的pH值也不盡相同。（4）水量水溫變化大。由于印染產品和工藝的多樣性，導致廢水的水溫水量也不穩定這也無形中增大了處理的難度，往往需要多種方法聯合使用進行處理。

目前來說，印染廢水常用的處理方法有吸附法、生物法和化學法等。常見的高級氧化技術有Fenton類氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法和催化臭氧化法。

催化臭氧化的原理如下：臭氧在水中與有機物反應主要是通過直接氧化和自由基反應兩種方式。在水中OH^-的誘導作用下，引發臭氧分解的鏈式反應，包括鏈引發、鏈增殖和鏈終止三個階段。實際上水中存在很多物質都能引發或終止這種鏈式反應，我們根據作用的不同將其分為自由基的引發劑、促進劑和抑制劑。催化臭氧化的目的主要就是需要在催化的作用下引發臭氧的鏈式反應，生產更多的羥基自由基，同時能減少可能成為自由基抑制劑的中間產物以得到對有機物的徹底去除，因為槍擊自由基比臭氧及其他氧化劑具有更高的電極電位，氧化能力更強，且沒有選擇性，能夠無差別地將廢水中幾乎所有的有機物質降解成CO₂和H₂O，尤其對難降解的有機廢水的處理特別適用。

均相催化臭氧技術在去除廢水中有機物的同時，引起了新的問題，即在水中投加的過多金屬離子增加了二次污染，在有機物降解后還必須增加其他處理工藝來去除這些金屬離子，從而使工藝成本增加，而且隨著廢水的排放，廢水中離子的濃度也會逐漸減少，導致催化效率的下降。另外，用于催化的金屬離子往往具有毒性，這也減少了處理后的廢水回收利用的難度，由于這種種弊端，人們又逐漸開發了更易于分離回收、循環利用的非均相催化用于催化臭氧化技術處理廢水。