一种用于苯胺、硝基苯生化废水后处理的FeCl₂/C-Cu催化剂制备方法

专利名称：一种用于苯胺、硝基苯生化废水后处理的FeCl₂/C-Cu催化剂制备方法
技术领域：
本发明属于环境水处理技术领域，涉及一种通过i^eCl2/C-Cu电化学催化水解作用，使色度和COD不达标的苯胺、硝基苯生化废水达到国家排放标准的水处理方法。
背景技术：
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。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。某公司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 Soution 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。FeCl2/C-Cu电化学催化水解法针对排放水进行再处理，有效的解决了排放水不达标问题。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。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。详细方法步骤见说明书。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。上述两项专利对硝基苯、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，而本发明为生化水后处理，能有效解决上述发明存在的弊端
发明内容
本发明针对苯胺、硝基苯废水生化处理弊端提供了一种经济、有效用于苯胺、硝基苯生化废水后处理的新型i^Cl2/C_Cu电化学水解催化剂制备方法。本发明技术方案是用于苯胺、硝基苯生化废水后处理的i^Cl2/C_Cu催化剂制备方法是将100-500g的FeCl2粉末经搅拌水浴溶解，待FeCl2粉末完全溶解后，加入 200-800g挤条活性炭和20-200g的NaCO3粉末，搅拌3_8小时后，抽滤洗涤，以AgNO3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，升高100-400°C 固化2-6，最后加入50-300gCu碎刨花，混合均勻，即制得催化剂。一般地，本发明的优选技术方案是将350克FeCl2粉末置于3L蒸馏水中，搅拌水浴溶解，待I^eCl2粉末完全溶解后，加入500g挤条活性炭，再加入IOOgNaCO3粉末，搅拌6小时，将物料抽滤洗涤，以AgNO3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200gCu碎刨花，混合均勻待用。采用本发明方法制备的i^eci2/c-cu电化学水解催化剂，对苯胺、硝基苯生化废水进行后处理，即将上述制备的!^Cl2Zt-Cu电化学水解催化剂填装于IOL催化水解反应池， 填加量为1kg，并连接到生化池，即可进行苯胺、硝基苯生化废水的后处理。经本发明方法制备的催化剂处理后的苯胺、硝基苯生化废水，COD、色度均达到排放标准。本发明i^Cl2/C-Cu催化剂，其使用寿命长，操作简单，可回收再利用，且不带入二次污染等优点，处理效果明显优于常用处理方法，值得推广。
具体实施例方式以下通过具体实施例，对本发明方法加以详细描述。下面实施例中所用i^eCl2/C-Cu电化学水解催化剂，采用如下方法制备称取350 克FeCl2粉末置于3L烧杯中，加入蒸馏水搅拌水浴溶解，待FeCl2粉末完全溶解后，称取 500g挤条活性炭加入烧杯，再加入IOOgNaCO3粉末，搅拌6小时，将样品倒入漏斗抽滤洗涤， 以AgNO3溶液判定洗涤终点，当不产生白色沉淀时，取出样品至干净烧杯于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，取出样品加入200gCu碎刨花，混合均勻待用。将上述i^eCl2/C-Cu电化学水解催化剂填装于IOL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IOL停留20小时。实施例一
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COD、色度测定。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
硫酸汞分析纯硫酸银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硫酸汞粉末混合，接入恒温回流装置，加入硫酸银粉末lg，再加入30mL浓硫酸，用蒸馏水冲洗回流管壁，加热回流2h，冷却后加入SOmL蒸馏水于试样中，加入三滴试铁灵指示剂摇勻，用 0. lmol/L硫酸氨标准溶液滴定，终点变成棕红色读取结果，生化水18. 31ml，再处理水样为 19.90ml ο色度测定打开分光光度计预热半小时，取蒸馏水进行归零待用，分别取稀释 100倍生化水及再处理水样IOOmL置于容量瓶中，分别加入比色皿中测定，读取结果，生化水吸光值1. 38，再处理水样吸光值0. 107。4、结果计算
COD 公式C0D&(02，mg/L) = (Vtl-V1) *C*8*1000/V 式中Λ—滴定空白时消耗的NH4(S04)标准溶液的体积(mL)；
V1—滴定水样时消耗的NH4(SCM)标准溶液的体积(mL)；
V—水样体积(mL)；
C一NH4(SCM)标准溶液浓度(mol/L)； 8—氧(1/20)的摩尔质量(g/mol)。通过计算得到生化水样COD为150mg/L，再处理废水COD为77. 84mg/L0色度计算公式色度=标样色度值/标样吸光值*测样吸光值*稀释倍数通过计算得到生化水样色度为283倍，再处理废水色度为21. 83倍。实施例二
第二批取样某厂生化排放废水和本发明方法再处理废水进行COD、色度测定。1、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硫酸汞粉末混合，接入恒温回流装置，加入硫酸银粉末lg，再加入30mL浓硫酸，用蒸馏水冲洗回流管壁，加热回流2h，冷却后加入SOmL蒸馏水于试样中，加入三滴试铁灵指示剂摇勻，用 0. lmol/L硫酸氨标准溶液滴定，终点变成棕红色读取结果，生化水20. 38ml，再处理水样为 21. 4ml。色度测定打开分光光度计预热半小时，取蒸馏水进行归零待用，分别取稀释 100倍生化水及再处理水样IOOmL置于容量瓶中，分别加入比色皿中测定，读取结果，生化水吸光值2. 33，再处理水样吸光值0. 289 02、结果计算
COD 公式C0D&(02，mg/L) = (Vtl-V1) *C*8*1000/V 式中Λ—滴定空白时消耗的NH4(S04)标准溶液的体积(mL)；
VI—滴定水样时消耗的NH4(SCM)标准溶液的体积(mL)；V—水样体积(mL)；
C一NH4(SCM)标准溶液浓度(mol/L)； 8—氧(1/20)的摩尔质量(g/mol)。通过计算得到生化水样COD为79. 32mg/L,再处理废水COD为33. 87mg/L。色度计算公式色度=标样色度值/标样吸光值*测样吸光值*稀释倍数通过计算得到生化水样色度为378倍，再处理废水色度为48. 54倍。
实施例三
第三批取样某厂生化排放废水和本发明方法再处理废水进行COD、色度测定。1、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硫酸汞粉末混合，接入恒温回流装置，加入硫酸银粉末lg，再加入30mL浓硫酸，用蒸馏水冲洗回流管壁，加热回流2h，冷却后加入SOmL蒸馏水于试样中，加入三滴试铁灵指示剂摇勻，用 0. lmol/L硫酸氨标准溶液滴定，终点变成棕红色读取结果，生化水为19. 92ml，再处理水样为 25. 82ml。色度测定打开分光光度计预热半小时，取蒸馏水进行归零待用，分别取稀释 100倍生化水及再处理水样IOOmL置于容量瓶中，分别加入比色皿中测定，读取结果，生化水吸光值为2. 89，再处理水样吸光值为0. 248 02、结果计算
COD 公式C0D&(02，mg/L) = (Vtl-V1) *C*8*1000/V 式中Λ—滴定空白时消耗的NH4(S04)标准溶液的体积(mL)；
VI—滴定水样时消耗的NH4(SCM)标准溶液的体积(mL)； V—水样体积(mL)；
C一NH4(SCM)标准溶液浓度(mol/L)； 8—氧(1/20)的摩尔质量(g/mol)。通过计算得到生化水样COD为M5mg/L，再处理废水COD为26. 02mg/L。色度计算公式色度=标样色度值/标样吸光值*测样吸光值*稀释倍数通过计算得到生化水样色度为590倍，再处理废水色度为50. 9倍。
权利要求
1.一种用于苯胺、硝基苯生化废水后处理的i^Cl2/C-CU催化剂制备方法，其特征在于制备方法是将100-500g的FeCl2粉末经搅拌水浴溶解，待FeCl2粉末完全溶解后，加入 200-800g挤条活性炭和20-200g的NaCO3粉末，搅拌3_8小时后，抽滤洗涤，以AgNO3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，升高100-400°C，固化2-6小时，最后加入50-300gCu碎刨花，混合均勻，即制得催化剂。
2 如权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征是将350克FeCl2粉末置于3L蒸馏水中，搅拌水浴溶解，待FeCl2粉末完全溶解后，加入500g挤条活性炭，再加入IOOgNaCO3 粉末，搅拌6小时，将物料抽滤洗涤，以AgNO3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 200gCu碎刨花，混合均勻，即得催化剂。
3.如权利要求1或2所述催化剂的制备方法，其特征是将所制备的催化剂填装于IOL 催化水解反应池水解池，填加量为1kg，并连接到生化池，进行苯胺、硝基苯生化废水的后处理，苯胺、硝基苯生化处理废水的进水速为每IOL停留20小时。
全文摘要
本发明属于环境水处理技术领域，涉及用于苯胺、硝基苯生化废水的FeCl2/C-Cu催化剂制备方法。采用FeCl2/C-Cu电化学水解催化剂对苯胺、硝基苯生化废水进行后处理，催化剂制备是将的FeCl2粉末经搅拌水浴溶解，待FeCl2粉末完全溶解后，加入挤条活性炭和的NaCO3粉末，搅拌后，抽滤洗涤，以AgNO3溶液判定洗涤终点，当不产生白色沉淀时，烘焙，升温固化，加入Cu碎刨花，混合均匀。催化剂填装于催化水解反应池，连接生化池，即可进行苯胺、硝基苯生化废水的后处理。经本方法后处理后的苯胺、硝基苯生化废水，COD、色度均达到排放标准。本发明FeCl2/C-Cu催化剂，其使用寿命长，操作简单，可回收再利用，且不带入二次污染等优点，处理效果明显优于常用处理方法。
文档编号C02F1/46GK102416336SQ20111031661
公开日2012年4月18日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者朱立忠, 李艳荣, 王金质, 陆建国, 陈文锋 申请人:中国石油化工集团公司, 南化集团研究院