用于苯胺硝基苯生化废水后处理Fe-Cu/碳布电解催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境水处理技术领域，涉及制备一种通过Fe-Cu/碳布电化学水解催化剂，应用后使生化处理后色度和COD不达标的苯胺、硝基苯生化废水达到国家排放标准。
【背景技术】
[0002]目前处理苯胺、硝基苯工业废水的方法主要有物理法、化学氧化法、生化法。用物理、化学方法处理含苯胺、硝基苯废水常常会遇到二次污染或处理成本高等问题。另外还有
Y-辐照处理法、超声波处理法、超临界水氧化法等，为废水的处理提供了更大的空间，但在实际处理中还未大规模使用。
[0003]该类废水的处理研究开始向低能耗、不会对环境造成二次污染的处理方法或工艺的方向发展。南京化学工业有限公司苯化工部采用台湾长荣环保股份有限公司提供的台湾专利的HSB菌种进行生化处理,是采用HSB (High Sout1n Bacteria)技术发展的一种对苯胺和硝基苯类处理有效的方法，但存在生化处理后排放水色度、COD高于国家排放标准，且难以降解。
[0004]关于此类废水的后处理报道较少。同济大学、镇江市水业总公司专利，申请专利号CN200910197532.8介绍:一种用于难降解工业废水处理的催化铁内电解与悬浮填料生物膜一体化处理工业废水的方法，包括以下步骤:第一步，制备催化铁内电解滤料；第二步，设置常规的生物反应池，生物反应池内投加悬浮填料；第三步，将催化铁内电解滤料放置于生物反应池内曝气系统的上方的适当位置，催化铁内电解滤料装置在水流垂直方向放置；第四步，污水进入上述放置了催化铁内电解滤料和悬浮填料的生物反应池内处理；第五步，将来自于生物反应池的混合液进入二沉池进行泥水分离分别排放。本发明能够将催化铁内电解技术与生物法有机耦合处理难生物降解工业废水、可减少毒性污染物对微生物的毒害作用、提高废水的可生化性、增强生化处理效果。
[0005]北京大学专利，申请专利号CN200810113140.4介绍:本发明主要通过固定化微生物一厌氧生物滤池(I — AF)和固定化微生物一曝气生物滤池(I — BAF)处理；其中:废水经过调节池均质后，投加聚合铁或聚合铝混凝反应，进入沉淀池去除废水中悬浮物(SS)；该出水进入三级I 一 AF反应器和四级I 一 BAF反应器进一步处理后，达标排放。本发明优点是生物处理采用了固定化微生物技术，提高了微生物的抗毒性，实现了对高浓度硝基苯、苯胺等有毒有害物质的高效生物去除，降低了处理成本，实现了废水达标排放，但该固化微生物技术条件较为苛刻，费用较高，难形成大规模应用。
[0006]上述专利对硝基苯、苯胺废水具有一定的处理效果。但作为前处理，对于高浓度入水的处理效果一般，并不能有效减轻生物处理的压力，尤其不能保证排放水色度、COD的达标，而本发明催化剂应用于生化水后处理，采用了新型碳布取代传统活性碳为载体，提高了Fe-Cu体系的利用率和电解效率,碳布价廉可重复利用,有效解决了上述发明存在的不足。
【发明内容】
[0007]本发明针对目前苯胺、硝基苯废水生化后处理弊端，研发了一种经济、有效Fe-Cu/碳布电化学水解催化剂。
[0008]本发明技术方案如下:苯胺、硝基苯生化废水后处理催化剂制备及应用特征包含:
催化剂制备:苯胺、硝基苯生化废水后处理的Fe-Cu/碳布电化学水解催化剂制备方法是:将1000-5000g的FeSO4粉末经搅拌水浴溶解，待FeS04粉末完全溶解后，加入2000-8000g新型碳布和200-2000g的NaCO3粉末，搅拌3_8小时后，抽滤洗涤，以Ba(NO3)2溶液判定洗涤终点，当不产生白色沉淀时，在50-200°C下烘焙，待完全烘干后，升温至100-400°C固化2-6小时，最后加入500-3000gCu碎刨花，混合均匀，即制得催化剂。
[0009]FeS04/C-Cu电化学水解催化剂制备的优选技术方案是:将3000克FeS04粉末置于30L蒸馏水中，搅拌水浴溶解，待FeS04粉末完全溶解后，加入4000g新型碳布，再加入100gNaCO3粉末，搅拌6小时，将物料抽滤洗涤，以Ba (NO3) 2溶液判定洗涤终点，当不产生白色沉淀时，取出物料于105°C下烘焙10小时，待完全烘干后，升高温度至270°C固化4小时，最后加入2000gCu碎刨花，混合均匀待用。
[0010]处理方案为:购置常规1L催化水解反应池并连接到生化池，Fe-Cu/碳布电解催化剂填装水解池，填加量为100-3000g，打开阀门注入苯胺和硝基苯生化处理废水，进水速为每1-30L停留5-40小时。
[0011]优选处理技术方案为:购置常规1L催化水解反应池，连接到生化处理后排放水池，FeS04/C-Cu电化学水解催化剂填装水解池，填加量为lOOOg。打开阀门注入苯胺和硝基苯生化处理废水，进水速为每1L停留10小时。
[0012]本发明制备了一种Fe-Cu/碳布电化学水解催化剂，该催化剂具有高活性表面和搞电化学催化效率，能有效水解苯胺、硝基苯生化废水中残留的偶氮类发色基团，该催化剂经过多次测流实验，检测后处理排放谁的C0D、色度均达到并优于国家排放标准。该Fe-Cu/碳布电化学水解催化剂制备简单，相比传统载体负载催化剂，该方法创新引入了新型碳布为负载基体，较大的提高了催化剂的比表面积，进而提升了 Fe-Cu体系的活性和电解效率，制备方法简单，使用寿命长且碳布可重复使用，绿色环保未带入二次污染，处理效果明显优于现有的处理方法，值得推广。
【附图说明】
[0013]图1为挤条活性炭负载催化剂表形貌电镜扫描图。
[0014]图2为图1的局部放大扫描图。
[0015]图3为本发明实施例制备催化剂的表形貌电镜扫描图。
[0016]图4为图3的局部放大扫描图。
【具体实施方式】
[0017]以下通过具体实施例和【附图说明】本发明。
[0018]实施例:催化剂制备:将3000克FeS04粉末置于30L蒸馏水中，搅拌水浴溶解，待FeS04粉末完全溶解后，加入4000g新型碳布，再加入100gNaCO3粉末，搅拌6小时，将物料抽滤洗涤，以Ba(NO3)2溶液判定洗涤终点，当不产生白色沉淀时，取出物料于105°C下烘焙10小时，待完全烘干后，升高温度至270°C固化4小时，最后加入2000gCu碎刨花，混合均匀即得催化剂。
[0019]将制得催化剂进行物化性能测试，与FeS04/C-Cu体系催化剂相比，新型碳布负载Fe-Cu催化剂比表面积增大了 26%，结合电镜扫描图1、图3，可见新型碳布负载Fe-Cu催化剂有着更大的空隙和接触面，大的比表面积有利于提闻废水的处理效率。图2、图4为局部放大后扫描图，图4可见碳布上均匀形成了针状Fe，与图2颗粒状相比，具有更高的催化活性，这对有利于提高Fe-Cu电化学水解性能，结合两种催化剂处理后废水的C0D、色的检测数据，新型碳布负载Fe-Cu催化剂的处理效果更佳。
[0020]将上述Fe-Cu/碳布电化学水解催化剂填装于1L催化水解反应池，填加量为1kg，并连接到生化池，打开阀门注入苯胺和硝基苯生化处理废水，进水速为每1L停留20小时。
[0021]应用例一:
第一批取样某厂生化排放废水和本发明方法再处理废水进行C0D、色度测定。
[0022]1、实验所用设备
722N型可见分光光度计上海棱光 YH型环保专用电热套山东永兴仪器厂二级石英纯水蒸馏器滴定管容量瓶
2、实验试剂硫酸汞分析纯硝酸钡分析纯浓硫酸分析纯试铁灵指示剂
0.lmol/L硫酸氨标准溶液二级蒸馏水(自制)
3、样品处理测定步骤
COD测定:分别在取稀释100倍后生化水及再处理水样20mL置于蒸馏瓶中，加入Ig