[發明專利]一種核殼結構復合濾料、其制備方法及應用、氨氮廢水處理方法及裝置

在審

• 申請號: 202010631558.5
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111804304A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 李鎖定;孟佳意;莫恒亮;陳亦力;俞開昌;吳文輝;劉曼曼
• 申請（專利權）人: 北京碧水源科技股份有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J37/14;C02F1/28;C02F1/72;C02F101/16
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 李婷玉

1.一種核殼結構復合濾料，其特征在于，包括：

錳砂濾料和包覆在所述錳砂濾料表面的過渡金屬氧化物殼；所述過渡金屬氧化物為鐵氧化物、錳氧化物、鐵錳復合氧化物中的一種或幾種的組合。

2.一種制備核殼結構復合濾料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

使用含有過渡金屬離子的溶液處理錳砂濾料，使所述含有過渡金屬離子的溶液與錳砂濾料接觸，同時向所述錳砂濾料曝入含氧氣體，得到所述核殼結構復合濾料；所述過渡金屬離子為Fe²⁺、Mn²⁺中的一種或兩種的混合。

3.根據權利要求2所述的制備核殼結構復合濾料的方法，其特征在于：

所述過渡金屬離子為Fe²⁺與Mn²⁺的組合，所述錳砂濾料與所述含有過渡金屬離子的溶液中總的Fe²⁺的質量比為(50-250)：1；所述錳砂濾料與所述含有過渡金屬離子的溶液中總的Mn²⁺的質量比為(30-200)：1；

所述含有過渡金屬離子的溶液處理所述錳砂濾料時的流量為2-20mL/min；所述含有過渡金屬離子的溶液在所述錳砂濾料中的水力停留時間為30-60min；所述含有過渡金屬離子的溶液中Fe²⁺的濃度為80-300mg/L，Mn²⁺的濃度為200-600mg/L；

所述含氧氣體的流量為20-100mL/min；所述含氧氣體中氧氣的濃度為21％-100％。

4.使用如權利要求2或3所述的制備核殼結構復合濾料的方法制備得到的核殼結構復合濾料。

5.一種如權利要求1或4所述的核殼結構復合濾料作為催化氧化氨氮廢水的催化劑的應用。

6.一種氨氮廢水處理方法，其特征在于，包括：

制備步驟，包括采用如權利要求2或3所述的制備核殼結構復合濾料的方法在線制備核殼結構復合濾料或直接使用如權利要求1所述的核殼結構復合濾料；

氨氮廢水處理步驟，包括使氨氮廢水與所述核殼結構復合濾料接觸，同時向所述核殼結構復合濾料曝入含氧氣體，使所述氨氮廢水被催化氧化；

再生步驟，包括對所述核殼結構復合濾料進行反沖洗去除過渡金屬氧化物殼，得到錳砂濾料；使用含有過渡金屬離子的溶液處理反沖洗得到的所述錳砂濾料，同時向所述錳砂濾料曝入含氧氣體，得到再生后的核殼結構復合濾料；所述過渡金屬離子為Fe²⁺、Mn²⁺中的一種或兩種的混合；所述氨氮廢水處理步驟與所述再生步驟循環進行。

7.根據權利要求6所述的氨氮廢水處理方法，其特征在于，

所述氨氮廢水處理步驟中，氨氮廢水流過所述核殼結構復合濾料的流量為2-20mL/min；氨氮廢水流過所述核殼結構復合濾料的水力停留時間為40-80min；所述含氧氣體的流量為20-100mL/min。

8.一種氨氮廢水處理裝置，其特征在于，包括：

濾柱，填充有錳砂濾料，所述濾柱設有氨氮廢水入口、處理水出口、再生液入口、廢水出口、氣體入口；

再生液供給裝置，適于向所述濾柱中供給含有過渡金屬離子的溶液，所述過渡金屬離子為Fe²⁺、Mn²⁺中的一種或兩種的混合；所述再生液供給裝置的出液口通過第一管路與所述再生液入口連接；

供氣裝置，適于向所述濾柱中曝入含氧氣體，所述供氣裝置的供氣口與所述氣體入口連接。