CN103801401B - 用于污水脱臭处理的负载型催化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于污水脱臭处理的负载型催化剂属于水、废水、污水或污泥的处理设备使用的材料，特别是水、废水或污水的曝气处理所使用的氧化催化剂。该用于污水脱臭处理的负载催化剂，是以粉煤灰为骨架、经过氢氧化钠活化处理，以氯化铝溶液、氯化镁溶液为镁铝源与酞菁钴化合物通过共沉淀反应，生成负载酞菁钴的类水滑石包覆层，再经过熟化、过滤、烘干、活化、粉碎等步骤得到目标物。该材料用于序批式污水处理，可以有效降低曝气过程中溢出气体中的硫化氢含量，减少恶臭，改善污水处理过程中的环境气体质量。

Description

用于污水脱臭处理的负载型催化剂及其制备方法

技术领域

本发明属于水、废水、污水或污泥的处理设备使用的材料，特别是水、废水或污水的曝气处理所使用的氧化催化剂。

背景技术

通常在城镇社区污水处理过程中，生活污水通过化粪池、厌氧池等厌氧处理后，通常是通过曝气的方式进行有氧生物处理，曝气过程中，水中的硫化氢、甲硫醚等恶臭物质随气流溢出到大气中，给周围大气环境带来污染。这种污染不仅对周围居民嗅感觉带来不快，也对人体健康带来危害。

解决污水脱臭的工艺通常有燃烧法和吸附法，燃烧法需要附加辅助能源，并且燃烧产物为二氧化硫等二次污染物，吸附法在吸收饱和后需要更换吸附剂，这些方法因成本等原因都很难在社区污水处理中推广应用。

CN1351897提出了一种恶臭气体的脱除方法，是将恶臭气体导入两个反应器，利用驯化活性菌将恶臭物质脱除。

CN101112673利用编制竹条外挂活性污泥的方法，将恶臭气体吸附净化。

CN1745883，CN1039190介绍了恶臭及有机废气的净化方法，采用1～3级生物填料塔，通过驯化活性菌形成的生物膜将恶臭物质吸附转化。

CN103272477公布了一种脱臭的复合微生物填料，是以轻质多孔材料为负载催化剂，通过附着特种菌形成生物膜，应用于废气生物反应器中，达到脱臭的目的。

以上方法皆是通过附加设备，单独对溢出废气进行处理，属于干法处理工艺范畴。其过程复杂，对菌种培养的技术要求较高，设备运行受环境温度的影响较大，对小型社区废水处理不适合。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于污水脱臭处理的负载型催化剂，本发明的另一个目的是提供该催化剂的制备方法。

本发明的技术方案为，一种用于污水处理的脱臭负载催化剂的制备方法，其特征是：包括下述步骤：

(1).将粉煤灰100重量份、5～10份的酞菁钴化合物，1～5％的氢氧化钠溶液300重量份装入反应釜中，升温到80℃搅拌30～60分钟，

(2).将10％的氯化镁和5％的氯化铝溶液按照镁铝摩尔比为2.5～3:1的比例混合，得到镁铝混合液，

(3).将镁铝混合液滴加到上面反应釜中，同时监控釜内液体的pH值，在pH值降低到10时，将1～5％的氢氧化钠溶液和镁铝混合液同时滴加到上面的反应釜中，控制滴加速度，保持釜内pH在10～11之间。

(4).滴加完后，调pH至10～11保持釜内温度在60～90℃，搅拌反应10～24小时，

(5).过滤并清洗，以清水洗涤滤饼至洗出液pH在7～9之间，

(6).将过滤得到的蓝色粉末于100～130℃烘干，然后于130～150℃活化2～3小时；

(7).冷却至室温，经过粉碎机粉碎至0.02mm以下的粒径的颗粒。

上述的制备方法获得的以粉煤灰为骨架、经过氢氧化钠活化处理，以氯化铝溶液、氯化镁溶液为镁铝源与酞菁钴化合物通过共沉淀反应，生成负载酞菁钴的类水滑石包覆层，再经过熟化、过滤、烘干、活化、粉碎各步骤后得到的用于污水脱臭处理的负载型催化剂；

所述的粉煤灰为以煤炭为燃料的锅炉在生产过程中产生的烟道灰，

所述的氯化铝溶液是以工业氯化铝或聚合氯化铝配制的溶液，

所述的氯化镁溶液是以工业氯化镁或卤水配制的溶液，

所述的酞菁钴化合物是酞菁钴磺酸盐、酞菁钴羧酸盐、酞菁钴磺酰胺。

进一步优选的技术方案，上述的制备方法获得的以粉煤灰为骨架、经过氢氧化钠活化处理，以氯化铝溶液、氯化镁溶液为镁铝源与酞菁钴化合物通过共沉淀反应，生成负载酞菁钴的类水滑石包覆层，再经过熟化、过滤、烘干、活化、粉碎各步骤后得到的用于污水脱臭处理的负载型催化剂；

所述的粉煤灰为以煤炭为燃料的锅炉在生产过程中产生的烟道灰，

所述的氯化铝溶液是以工业氯化铝或聚合氯化铝配制的溶液，

所述的氯化镁溶液是以工业氯化镁或卤水配制的溶液，

所述的酞菁钴化合物是多核酞菁钴羧酸盐和酞菁钴磺酸盐。

本发明提供的制备方法和获得的产品与现有技术相比具有下述优点：

1)在废水曝气处理过程中，直接将臭气成分氧化，操作工艺简单。

2)不需要另外附加新型设备，减少了设备投资。

3)利用氧化过程中类水滑石产生的局部碱性成分，促进酞菁钴的催化活性，避免了另外加碱对曝气处理所需微生物的伤害。

以粉煤灰做骨架，以类水滑石做固定材料，既降低了成本，也对水中的重金属有吸附固定作用。本发明产品适用于社区污水曝气处理的负载催化剂材料，该负载催化剂材料本身具有仿生氧化功能，可以直接将废水降解过程中产生的恶臭物质氧化成不宜挥发的物质。该产品用于序批式污水处理，可以有效降低曝气过程中溢出气体中的硫化氢含量，减少恶臭，改善污水处理过程中的环境气体质量。

具体实施方式

本发明的具体实施方式是：

实施例1，(1).将粉煤灰100重量份、1～10份的磺化酞菁钴，1～5％的氢氧化钠溶液300重量份装入反应釜中，升温到80℃搅拌30～60分钟，

(2).将10％的氯化镁和5％的氯化铝溶液按照镁铝摩尔比为2.5～3:1的比例混合，得到镁铝混合液。

(3).将300份镁铝混合液滴加到上面反应釜中，同时监控釜内液体的pH值，在pH值降低到10时，将1～5％的氢氧化钠溶液和镁铝混合液同时滴加到上面的反应釜中，控制滴加速度，保持釜内pH在10～11之间。

(4).滴加完后，调pH至10～11保持釜内温度在60～90℃，搅拌反应10～24小时。

(5).过滤，以清水洗涤滤饼至洗出液pH在7～9之间

(6).将过滤得到的蓝色粉末于100～130℃烘干。然后于130～150℃活化2～3小时；

(7).冷却至室温，经过粉碎机粉碎至0.02mm以下的粒径的颗粒。

使用效果试验方法和结果是：(1)在内径为300mm及高度为1500mm的MBBR有机玻璃模拟反应器内，加入玻璃柱容积10～20％的生物膜载体材料、1～5％本发明的脱臭处理负载催化剂，并按照5g/L加入预先驯化好的活性污泥；(2)通入事先调好pH＝7～8的生活废水浸过柱中所有载体，于闷曝条件下进行微生物固定化挂膜；(3)从第二天起每天更换1/5柱中废水进行挂膜养生；(4)养生20天后，微生物挂膜过程完成，顺流式加入COD为1100mg/L、氨氮为300mg/L、硫化氢为5.0mg/L、pH＝6～9的模拟污水；(5)启动曝气装置进行接触氧化反应，污水经过16小时生化处理，出水指标COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，硫化氢小于0.54mg/L，硫化氢去除率为89.2％。

实施例2

将羧基酞菁钴、聚合氯化铝按照摩尔数分别代替实施例1中的磺化酞菁钴、水合氯化铝，其他原料和操作相同，得到的脱臭负载催化剂材料用于MBBR污水处理。试验操作同实施例1。污水经过16小时生化处理，出水指标COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，硫化氢小于0.48mg/L，硫化氢去除率为90.4％。

实施例3

将双核羧基酞菁钴代替实施例1中的磺化酞菁钴，其他原料和操作相同，得到的脱臭负载催化剂材料用于MBBR污水处理。试验操作同实施例1。污水经过16小时生化处理，出水指标COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，硫化氢小于0.48mg/L，硫化氢去除率为90.4％。。

实施例4

将酞菁钴磺酰胺代替实施例1中的磺化酞菁钴，其他原料和操作相同，得到的脱臭负载催化剂材料用于MBBR污水处理。试验操作同实施例1。污水经过16小时生化处理，出水指标COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，磷小于0.45mg/L，硫化氢去除率为91.0％。

Claims (3)

1.一种用于污水处理的脱臭负载催化剂的制备方法，其特征是：包括下述步骤：

(1).将粉煤灰100重量份、5～10份的酞菁钴化合物，1～5％的氢氧化钠溶液300重量份装入反应釜中，升温到80℃搅拌30～60分钟，

(2).将10％的氯化镁和5％的氯化铝溶液按照镁铝摩尔比为2.5～3:1的比例混合，得到镁铝混合液，

(3).将镁铝混合液滴加到上面反应釜中，同时监控釜内液体的pH值，在pH值降低到10时，将1～5％的氢氧化钠溶液和镁铝混合液同时滴加到上面的反应釜中，控制滴加速度，保持釜内pH在10～11之间；

(4).滴加完后，调pH至10～11保持釜内温度在60～90℃，搅拌反应10～24小时，

(5).过滤并清洗，以清水洗涤滤饼至洗出液pH在7～9之间，

(6).将过滤得到的蓝色粉末于100～130℃烘干，然后于130～150℃活化2～3小时；

(7).冷却至室温，经过粉碎机粉碎至0.02mm以下的粒径的颗粒。

2.权利要求1所述的制备方法获得的以粉煤灰为骨架、经过氢氧化钠活化处理，以氯化铝溶液、氯化镁溶液为镁铝源与酞菁钴化合物通过共沉淀反应，生成负载酞菁钴的类水滑石包覆层，再经过熟化、过滤、烘干、活化、粉碎各步骤后得到的用于污水脱臭处理的负载型催化剂；

所述的粉煤灰为以煤炭为燃料的锅炉在生产过程中产生的烟道灰，

所述的氯化铝溶液是以工业氯化铝或聚合氯化铝配制的溶液，

所述的氯化镁溶液是以工业氯化镁或卤水配制的溶液，

所述的酞菁钴化合物是酞菁钴磺酸盐、酞菁钴羧酸盐、酞菁钴磺酰胺。

3.根据权利要求2所述的制备方法获得的以粉煤灰为骨架、经过氢氧化钠活化处理，以氯化铝溶液、氯化镁溶液为镁铝源与酞菁钴化合物通过共沉淀反应，生成负载酞菁钴的类水滑石包覆层，再经过熟化、过滤、烘干、活化、粉碎各步骤后得到的用于污水脱臭处理的负载型催化剂；

所述的粉煤灰为以煤炭为燃料的锅炉在生产过程中产生的烟道灰，

所述的氯化铝溶液是以工业氯化铝或聚合氯化铝配制的溶液，

所述的氯化镁溶液是以工业氯化镁或卤水配制的溶液，

所述的酞菁钴化合物是多核酞菁钴羧酸盐和酞菁钴磺酸盐。