專利名稱：一種多相催化氧化處理污水方法
技術領域：
本發明涉及一種污水處理的方法，適用于焦化廢水和含酚污水多相催化氧化處理污水的方法。
背景技術：
焦化廢水是煤制焦碳、煤氣凈化及焦化產品回收過程中產生的廢水，受原煤性質、煉焦工藝、焦化產品回收等諸多因素的影響，其成分復雜多變，屬于難處理的工業廢水。焦化廢水中難降解有機物質占多數，主要有酚類、多環芳烴、含氮有機物及雜環化合物，其中以苯酚為主的酚類化合物占有機物總量70％以上，焦化廢水中的這些組分對環境有很大影響，特別是酚類化合物，可使蛋白質凝固，對人類、水產及農作物都有極大危害。
目前對于焦化廢水的處理有下列幾種方法(1)活性污泥法該方法采用培養、改性、變異等手段馴化微生物，減少有機物對微生物的抑制作用，用回流稀釋或投加混凝劑來降低有機物毒性，該方法很難達到排放標準。當進入活性污泥暴氣池廢水的CODcr為2000mg/L左右時，出水CODcr一般為350～700mg/L，去除率僅為65～85％，處理效果不理想。(2)均相催化氧化法1894年H.J.H.Fenton(J.Chem.Soc.65(1894)899)發現Fe2+離子通過過氧化氫強烈地催化了蘋果酸的氧化，現將氧化劑H2O2和催化劑Fe2+或Fe3+的組成叫Fenton試劑。Fenton試劑氧化法即屬于均相催化氧化法，Fe2+或Fe3+可加速H2O2分解為·OH自由基而使溶液中有機污染物被·OH自由基迅速氧化降解，該方法反應速度快、處理效率高，去除率可高達90％。該方法的缺點是溶液中Fe2+濃度高，處理后的水可能帶有顏色，同時均相催化氧化Fe2+離子需要不斷地投加，而處理后的水要加堿沉淀Fe2+離子和調節溶液pH值，使得廢水處理工藝較復雜，處理成本也隨著增加。(3)催化濕式氧化；該方法是八十年代國際上發展起來的一種處理高濃度難生物降解的有機廢水的處理技術(US4699720，1987)，它是在含貴金屬催化劑作用下，在高溫高壓條件下用氧氣或空氣直接將污水中的有機物氧化成CO2、H2O等無害物，以達到凈化的目的，該方法CODcr去除率可高達90～99％。但該方法要在反應釜中高溫、高壓條件下進行。由于該方法所用催化劑的成本高，反應條件苛刻，一直難以推廣使用。
發明內容
本發明的目的是提出一種用于多相催化氧化處理焦化廢水和含酚污水的處理方法。該方法操作簡便，反應溫度只需55～70℃，不需要消耗大量能量，對有機污染物去除率高。
本發明提出的一種多相催化氧化處理污水的方法，該方法包括以下各步驟(1)催化劑與廢水的重量體積比按1～2g∶100ml稱取催化劑，加入廢水中；(2)用H2SO4溶液調節廢水至pH＜6；(3)將步驟(2)得到的廢水加熱到55～70℃并攪拌，30％的H2O2溶液的用量與廢水的體積比0.2～1ml∶100ml，緩慢滴加到廢水溶液中，繼續加熱攪拌10～20min；(4)過濾分離。
本發明使用的催化劑為專利申請號200510011496.3，名稱“一種多相催化氧化處理污水用催化劑及其制備方法”制備的催化劑。該催化劑以鐵Fe為基本活性組分，鋅Zn、銅Cu、鈷Co或錳Mn中的一種為輔助活性組分。
本發明和已有技術相比所具有的有益效果本發明經催化氧化處理CODcr值為5744mg/L的苯酚模擬廢水，處理后CODcr值降至64mg/L，去除率為98.8％；處理CODcr值為2870mg/L的苯酚模擬廢水，處理后CODcr值降至＜20mg/L，去除率為99.3％；處理CODcr值為1290mg/L的苯酚模擬廢水，處理后CODcr值降至＜20mg/L，去除率為98.4％；處理焦化廢水CODcr值可由1000mg/L降至30mg/L以下，遠遠低于國家排放標準(小于150mg/L)，去除率為97％。采用該方法處理焦化廢水或含酚污水，操作方法簡便，處理效率高。
圖1未處理苯酚模擬水樣(CODcr值為2872mg/L)的高壓液相色譜圖。
圖2處理后苯酚模擬水樣的高壓液相色譜圖。
具體實施例方式
實施例1取100.0ml CODcr值為5744mg/L的苯酚模擬廢水，加入2.0g催化劑，用10％H2SO4調節溶液pH＜6，于68℃水浴加熱攪拌，緩慢滴加2ml H2O230％溶液，反應20min后過濾，濾液的CODcr值降為64mg/L，去除率為98.8％。
實施例2取100.0ml CODcr值為2872mg/L的苯酚模擬廢水，加入1.0g催化劑，用10％H2SO4調節溶液pH＜6，于55℃水浴加熱攪拌，緩慢滴加1ml H2O230％溶液，反應20min后過濾，濾液的CODcr值降為＜20mg/L，去除率為99.3％。處理前后的高壓液相色譜圖見附圖。
實施例3取50.0ml CODcr值為505mg/L的焦化廢水，加入1.0g催化劑，用10％H2SO4調節溶液pH＜6，于60℃水浴加熱攪拌，緩慢滴加1ml H2O230％溶液，反應20min后過濾，濾液的CODcr值降為＜20mg/L，去除率＞96％。
圖1為未處理苯酚模擬水樣(CODcr值為2872mg/L)的高壓液相色譜圖，從圖1可以看出在保留時間為3.137min處有很大的苯酚的峰面積。
圖2處理后苯酚模擬水樣的高壓液相色譜圖，從圖2可以看出苯酚的峰面積已經很小基本上消失了，說明通過催化氧化已經將結構穩定的苯環打開了。
權利要求
1.一種多相催化氧化處理含酚污水和焦化廢水的處理方法，其特征在于該處理方法的具體步驟(1)催化劑與廢水的重量體積比按1～2g∶100ml稱取催化劑，加入廢水中；(2)用H2SO4溶液調節廢水至pH＜6；(3)將步驟(2)得到的廢水加熱到55～70℃并攪拌，30％的H2O2溶液的用量與廢水的體積比0.2～1ml∶100ml，緩慢滴加到廢水溶液中，繼續加熱攪拌10～20min；(4)過濾分離。
全文摘要
一種多相催化氧化處理污水方法，用于含酚污水和焦化廢水中降解有機污染物。該方法催化劑與污水的用量比為1～2％，過氧化氫與污水的用量比為0.2～1.0％，廢水處理溫度55～70℃。該方法操作簡便，催化劑以鐵Fe為基本活性組分，鋅Zn、銅Cu、鈷Co或錳Mn中的一種為輔助活性組分。經處理CODcr值5744mg/L的苯酚模擬廢水，處理后CODcr值降至64mg/L，去除率98.8％；處理CODcr值2870mg/L的苯酚模擬廢水，處理后CODcr值降至＜20mg/L，去除率99.3％；處理焦化廢水CODcr值可由1000mg/L降至30mg/L以下，遠遠低于國家排放標準，去除率達97％。
文檔編號C02F1/72GK1693225SQ20051001157
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月15日 優先權日2005年4月15日
發明者許韻華, 楊玉國, 程志明, 王永生 申請人:北京交通大學