一种有机废水的催化湿式氧化处理方法与流程

文档序号:21271495发布日期:2020-06-26 22:57阅读:362来源:国知局
本发明涉及湿式氧化
技术领域
,尤其涉及一种有机废水的催化湿式氧化处理方法。
背景技术
:随着石油化工、农药、染料、塑料、制药、造纸、食品等工业的迅猛发展,各种工业废水的排放量不断增加。这些工业废水通常是高浓度、有毒、有害、生物难降解的有机废水,如果直接排放到水体等自然环境中,不易通过天然的生物作用降解,而是在水体和土壤中不断地积累,危害人体的健康,对人类产生毒害作用,如致癌、致畸、致突变等,同时也对水体中的生物产生严重的危害,因此对于这类废水的治理已经刻不容缓。湿式氧化技术是一种有效的处理高浓度、有毒、有害、生物难降解有机废水的氧化技术,是在高温和高压条件下,以纯氧或空气中的氧为氧化剂,在液相中将有机污染物氧化成二氧化碳、水和小分子有机物的化学过程。催化湿式氧化技术是在湿式氧化的基础上加入了催化剂,可降低反应的压力和温度等反应条件,提高降解效率。而为了避免催化剂流失所造成的的经济损失以及对水体的二次污染,需要进行后续处理将催化剂从水体中回收,处理工艺复杂。石墨烯是一种新型碳材料,由于其比表面积高、易分散、易于功能化和化学环境稳定性高等特点,在催化体系中得到了广泛的关注。技术实现要素:为了解决上述
背景技术
中所提到的问题,本发明提供了一种有机废水的催化湿式氧化处理方法,以磁性氧化石墨烯作为催化剂,提高了有机废水中有机物的降解效率,且方便回收。一种有机废水的催化湿式氧化处理方法,包括以下步骤:将有机废水与含单质氧的气体在温度为140℃以上、压力为1mpa以上的条件下与磁性氧化石墨烯接触,反应60-90分钟。进一步地,所述含单质氧的气体为空气或氧气。进一步地,反应的温度为140-160℃。进一步地,反应的压力为1-6mpa。进一步地,所述磁性氧化石墨烯为mnfe2o4-go复合材料。进一步地,所述mnfe2o4-go复合材料的制备方法包括以下步骤:取氧化石墨烯粉末,加入去离子水,超声处理,得到氧化石墨烯分散液;取锰盐、铁盐分别加水配置成水溶液后与氧化石墨烯分散液混合,再加入氢氧化钠溶液,转入反应釜中,在温度为100-150℃的条件下反应20-24小时,再经抽滤、洗涤、干燥,即得。进一步地,每1l有机废水投入0.2-1g磁性氧化石墨烯。进一步地,所述锰盐为硝酸锰、硫酸锰或氯化锰中的一种。进一步地,所述铁盐为无水三氯化铁。本发明的有益效果是:1、本发明以mnfe2o4-go复合材料作为催化剂,该复合材料整合了mnfe2o4和go两者的性质,催化剂的二维平面结构极大减小了羟基自由基扩散至有机物的距离,羟基自由基攻击有机物将产生低级羧酸,c—c键断裂会产生低分子有机物,提高了降解效率。2、本发明采用的催化剂磁性氧化石墨烯具有磁性,在使用后可利用外加磁场从反应体系中分离回收,不会对水体造成二次污染。具体实施方式下面通过具体实施例对本发明做进一步详细说明。实施例1一种有机废水的催化湿式氧化处理方法,包括以下步骤:s1、取5g氧化石墨烯粉末分散于5l水中,超声处理3小时,得到氧化石墨烯分散液;s2、将氯化锰加水配置成0.025mol/l的氯化锰水溶液;将无水三氯化铁加水配置成0.05mol/l的三氯化铁水溶液;s3、在氧化石墨烯分散液中加入2.5l的氯化锰水溶液和2.5l的三氯化铁水溶液,然后加入720ml的1.05mol/l的氢氧化钠溶液,转入反应釜中,在120℃下反应22小时,经抽滤后用蒸馏水洗涤,然后在60℃下干燥6小时,得mnfe2o4-go复合材料。s4、在氧化反应器中送入10l有机废水,投入2gmnfe2o4-go复合材料,在温度为140℃、压力为1mpa的条件下反应90分钟。反应完成后,mnfe2o4-go复合材料通过磁铁回收。实施例2s1、取5g氧化石墨烯粉末分散于5l水中,超声处理3小时,得到氧化石墨烯分散液;s2、将硝酸锰加水配置成0.025mol/l的硝酸锰水溶液;将无水三氯化铁加水配置成0.05mol/l的三氯化铁水溶液;s3、在氧化石墨烯分散液中加入2.5l的硝酸锰水溶液和2.5l的三氯化铁水溶液,然后加入720ml的1.05mol/l的氢氧化钠溶液,转入反应釜中,在100℃下反应24小时,经抽滤后用蒸馏水洗涤,然后在60℃下干燥6小时,得mnfe2o4-go复合材料。s4、在氧化反应器中送入10l有机废水,投入5gmnfe2o4-go复合材料,在温度为155℃、压力为2.5mpa的条件下反应60分钟。反应完成后,mnfe2o4-go复合材料通过磁铁回收。实施例3s1、取5g氧化石墨烯粉末分散于5l水中,超声处理3小时,得到氧化石墨烯分散液;s2、将硫酸锰加水配置成0.025mol/l的硫酸锰水溶液;将无水三氯化铁加水配置成0.05mol/l的三氯化铁水溶液;s3、在氧化石墨烯分散液中加入2.5l的硫酸锰水溶液和2.5l的三氯化铁水溶液,然后加入720ml的1.05mol/l的氢氧化钠溶液,转入反应釜中,在150℃下反应20小时,经抽滤后用蒸馏水洗涤,然后在60℃下干燥6小时,得mnfe2o4-go复合材料。s4、在氧化反应器中送入10l有机废水,投入10gmnfe2o4-go复合材料,在温度为160℃、压力为3mpa的条件下反应60分钟。反应完成后,mnfe2o4-go复合材料通过磁铁回收。对比例1将有机废水与空气在反应在温度为155℃、压力为2.5mpa的条件下反应60分钟。取来自焦化厂有机废水,分别采用实施例1、实施例2、实施例3、对比例1的方法进行处理,处理后的结果见下表:组别实施例1实施例2实施例3对比例1苯酚去除率(%)88.791.594.021.9由上表可知,加入mnfe2o4-go复合材料能够提高苯酚的去除率。mnfe2o4-go复合材料在有机废水的湿式氧化的过程中起到了催化作用。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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