专利名称：固体催化Fenton水处理技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及固体催化ronton法水处理技术，具有强的氧化能力，适合处理各种浓度有机废水。
背景技术：
H2O2与催化剂!^e2+构成的氧化体系通常称为i^enton试剂，Fenton试剂所产生的 HO ·自由基标准电极电势仅低于F2,远远高于常规氧化剂，具有极强的氧化能力，氧化速度快。在短时间内对大部分有机物都能彻底氧化，处理效率高，选择范围小，使用范围广，并且 i^nton法反应条件温和，通常对温度和压力没有要求。但是，Fenton氧化技术必须保证足量二价铁盐，二价铁作为催化剂可催化H2A转化为H0·自由基，自身氧化为狗3+。虽然在链式反应中狗3+又转化为狗2+，而不消耗，但为了保证自由基产生速率高，需要维持较高浓度的狗2+，一般对废水投加50g/L，至100g/L以上的狗2+。Fenton试剂需在酸性条件下进行，一般在pH = 2 4，处理废水往往需要大量酸调节PH，处理后废水显酸性，需要加碱回调，造成处理成本增加。！^nton技术降解众多难生物降解有机污染物质时，往往会产生有机中间体，影响处理效果，要达到排放标准需加大 H2O2投加量或增加后续处理工艺。！^nton试剂法由于经济性能不够理想，因而限制了该技术的应用推广。
发明内容
本发明为了充分发挥i^enton法的技术优势，克服经济性能不好的缺陷，降低狗2+、 H2O2的投加量，解决H2A利用率不高，因而针对性的发明一种新型固体催化剂，该催化剂将具有催化功能的狗2+、Mn4+负载固定于廉价的多孔介质载体上形成过滤型工艺。本发明的固体催化i^enton水处理技术，包括如下内容a.固体非均相催化剂的制备方法称取一定粒径的多孔介质材料(如炉渣、焦炭、活性炭等)作为催化剂载体，用酸、 碱浸泡，去除有害成份，保留有效成份，再用水洗至中性，烘干。将处理后的炉渣置于浓度 10%的!^e2SO4溶液+水合MnA悬浊液浸泡Mh，分离出残液，烘干并视载体材质不同而并加热至300 680°C，保温2h，自然冷却，密封保存。b.固体催化i^enton氧化应用方法将制备好的固体催化剂装柱，保持厚度为1200 2000mm，控制废水pH为6 8之间，废水中投加H2O2，投加量控制为H2AADDcr的摩尔比为08 1. 2之间，待处理水与H2A 充分混合，以3 5m/h流速通入催化氧化反应柱，停留时间为15 40min后出水。
附图1以某油漆厂生产废水为进水的固体催化!^enton水处理技术的工艺流程附图2以某颜料厂生产废水为进水的固体催化!^nton水处理技术的工艺流程
附图3以某石化厂生产废水为进水的固体催化!^nton水处理技术的工艺流程
具体实施例方式由于固体催化i^enton水处理技术属于高级氧化技术，能产生具有极强氧化能力的HO ·自由基，该技术适合处理各类有机工业废水。实施例1采用炉渣为催化剂载体的i^enton水处理技术处理油漆生产废水和助剂厂生产废水炉渣非均相催化剂的制备实例选用粒径为1. 2mm 2. 5mm的炉渣，用酸、碱浸泡清洗，去除有害成份，保留有效成份，再用水洗至中性，烘干。将处理后的炉渣置于浓度10%的FeSO4溶液+水合MnO2悬浊液浸泡Mh，分离出残液，烘干并加热至680°C，保温2h，自然冷却，密封保存。某油漆厂生产废水水质水温=10°C 25°C，CODcr = 1500 2000mg/L，pH = 4. 5 6，将车间废水1输入到生物曝气池2，进行生物处理，去除可生物降解污染物质，再经沉淀池3沉淀分离，污泥4回流，沉淀出水(CODcr = 100 ll^iig/L)进入到催化反应柱5， 催化剂载体为炉渣，催化反应柱直径1000mm，固体非均相催化剂厚度控制在1. 5 2m，H2O2/ CODcr摩尔比控制在0.8 0.9，Q进水Qh202 = 1. 4 1. 7，pH值调节为6. 0 6. 5，停留时间控制在20 25min。现场测得水质结果C0Dcr =观.4 43. ang/L，达到国家废水排放标准，处理水6排放。具体工艺流程见附图1。某颜料厂生产废水色度高，难生物降解，COD浓度较高，生产废水水质水温= 15°C 25°C，CODcr = 500 600mg/L，pH = 4. 2 5. 5。将车间废水1经过格栅2，拦截去除大颗粒杂物，以免流入后续单元堵塞管道和水泵。然后进入调节池3，均衡水质水量，有利于后续单元稳定运行。调节池出水输入到微电解槽4，进行催化微电解，再经过沉淀池5沉淀分离，去除狗(OH) 3絮凝体，减少对后续氧化反应的干扰。沉淀出水(CODcr = 120 210mg/ L)输入到催化氧化反应柱6，催化剂载体为炉渣，固体非均相催化剂厚度控制在2. 0m, H2O2/ CODcr摩尔比控制在1.05 1. 1，ρΗ值调节为6. 5 7. 0，停留时间控制在30 40min，催化氧化柱出水CODcr为48. 2 57. 3mg/L,处理水7排放。具体工艺流程附图2。实施例2采用活性炭为催化剂载体的!^nton水处理技术处理石化废水活性炭非均相催化剂的制备实例选用粒径为1. 5mm 2. Omm的活性炭颗粒，将炉渣置于10%的FeSO4溶液浸泡 Mh，分离出残液，烘干并在无氧条件下加热至350°C，保温池，自然冷却，密封保存。石化厂废水的水质水温=13°C ^°C，CODcr = 500 560mg/L，pH = 5. 2 6. 5。将车间废水和生活混合废水1输入到生物氧化池2，3为自制混凝剂添加到生物氧化池，进行生物处理， 去除可生物降解污染物质，再经沉淀池4沉淀分离，污泥5排放，沉淀出水(CODcr = 200 230mg/L)进入到催化反应柱5，催化剂载体为活性炭，催化反应柱直径35cm，固体非均相催化剂厚度控制在1. 8 2. 0m，H202/C0Dcr摩尔比控制在0. 9 1. 1，ρΗ值调节为6. 0 7. 0， 停留时间控制在40min。现场测得水质结果C0Dcr = 50. 5 55. 3mg/L,达到国家废水排放标准，处理水7排放，具体工艺流程附图3。
权利要求
1.固体催化ronton水处理技术，包括以下内容a.固体非均相催化剂的制备方法称取一定粒径的多孔介质材料，用酸、碱浸泡清洗，去除有害成份，保留有效成份，再用水洗至中性，烘干。将处理后的炉渣置于浓度10%的!^e2SO4溶液+水合MnO2悬浊液搅拌浸泡Mh，分离出残液，烘干并加热至300 680°C，保温2h，自然冷却，密封保存。b.固体催化!^nton氧化应用方法将制备好的固体催化剂装柱，待处理水与H2A充分混合，以一定流速通入催化氧化反应柱，穿过固体催化层，进行i^enton反应后出水。
2.根据权利要求1所述的固体催化!^nton水处理技术，其特征在于固体非均相催化剂将具有催化功能的狗2+、Mn4+负载于载体的孔道内形成过滤型i^enton氧化工艺，避免 Fe2\Mn4+不随水流失，可大幅度减少!^e2+的投加量，降低处理成本。
3.根据权利要求1所述的固体催化!^nton水处理技术，其特征在于固体非均相催化剂可在催化氧化反应柱中形成高浓度的狗2+、Mn4+，增强催化作用，提高H2A的转化效率，产生更多的HO ·自由基，从而减少H2A的投加量，进一步降低处理成本。
4.根据权利要求1所述的固体催化!^nton水处理技术，其特征在于固体非均相催化剂采用价格低廉的多孔介质(如炉渣、焦炭、活性炭等)作为载体，无毒、无害，可反复使用， 节约能源，不产生二次污染。
5.根据权利要求1所述的固体催化!^nton水处理技术，其特征在于进行固体催化 Fenton处理时，不需将废水的pH调整到2 4保持较强的酸性，只需维持pH在6 8之间的中性即可，避免了对废水处理前的调酸及处理后的加碱回调。
全文摘要
本发明涉及固体催化Fenton废水处理技术，属于一种高级氧化水处理技术。主要针对目前Fenton试剂的技术缺点Fe2+投加量过大，H2O2利用率不高，从而导致H2O2投加量增大，处理成本过高，不适合于大规模使用的缺陷，为此开发研制一种高效、廉价的固体非均相催化剂。包括以下内容固体非均相催化剂的制备方法，将制备好的催化剂装柱形成过滤型工艺，将待处理水和H2O2混合均匀通入催化氧化反应柱，发生固体催化Fenton氧化过程，达到降解废水中有机物的目的。该发明与常规Fenton法相比使用时不需投加Fe2+，还可大幅度减少H2O2使用量，H2O2/CODcr的比值由常规的1.0～1.05下降到0.8～0.9。由于采用廉价、高效的多孔介质作为催化剂载体，降低了处理成本。本发明适合处理各种浓度的有机工业废水。
文档编号C02F9/06GK102167435SQ20101057622
公开日2011年8月31日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者周键, 王三反, 王挺 申请人:兰州交通大学