CN103991947B

CN103991947B - 改性分子筛催化臭氧处理焦化废水的方法

Info

Publication number: CN103991947B
Application number: CN201410206755.7A
Authority: CN
Inventors: 何丹农; 董亚梅; 王婷; 赵昆峰
Original assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Current assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2034-05-16
Also published as: CN103991947A

Abstract

本发明公开了一种改性分子筛催化臭氧处理焦化废水的方法，改性分子筛的制备：配制含有过渡金属/稀土金属/硝酸铅的混合溶液，将干燥好的球状分子筛浸渍于混合盐溶液中，取出干燥，焙烧；臭氧催化氧化：将得到的改性分子筛和总有机碳浓度（TOC）为50～500mg/L、温度为20～100℃的焦化废水倒入容器中，通入臭氧，搅拌；改性分子筛的回收：经过臭氧催化氧化后过滤，将改性球状分子筛从溶液中分离出来，用于下一次的催化氧化过程。该方法处理效率高、操作简便，无二次污染，运行成本低，在其他工业废水的处理方面也具有良好的推广价值。

Description

改性分子筛催化臭氧处理焦化废水的方法

技术领域

本发明属于水处理和环境催化领域，涉及一种改性分子筛催化臭氧处理焦化废水的方法。

背景技术

焦化废水是煤在高温干馏过程中形成的废水，为钢铁企业排放的主要废水之一。由于焦化废水中含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机化合物，还含有氰、无机氟离子、氨氮等几十种污染物，成分复杂，污染物浓度高、色度高、毒性大，且性质非常稳定，是一种典型的含有难降解有机污染物的工业废水。该废水成分复杂，如超标排放对人类、水产、农作物都将构成很大危害，因此，解决焦化废水的环境污染问题已成为钢铁行业的一个重大任务。目前钢厂的焦化废水基本上都按常规方法进行处理，达标后排放。但是，焦化废水按现有的处理方法，废水中含有的氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达到较高的环境标准，特别是经过膜处理后产生的纳滤和反渗透浓水成为处理的难点。因此，开发工艺简单、成本低廉的深度处理技术是钢铁行业废水处理中迫切需要解决的课题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种改性分子筛催化臭氧处理焦化废水的方法。

一种改性分子筛催化臭氧处理焦化废水的方法，其特征在于，包含如下工艺流程：

(1)改性分子筛的制备：配制含有过渡金属/稀土金属/硝酸铅的混合溶液，将干燥好的球状分子筛浸渍于混合盐溶液中3～6小时，取出放入烘箱中60～120℃温度下干燥2～5小时，然后置于马弗炉中450～600℃焙烧2～4小时；

(2)臭氧催化氧化：将步骤(1)中得到的改性分子筛和总有机碳浓度（TOC）为50～500mg/L、温度为20～100℃的焦化废水倒入容器中，通入臭氧，同时开动搅拌30～120分钟；

(3)改性分子筛的回收：经过臭氧催化氧化后过滤，将改性球状分子筛从溶液中分离出来，用于下一次的催化氧化过程。

所述经改性后的分子筛组分和质量百分比为：96～98%的分子筛、1～3%的过渡金属氧化物、1～3%的稀土金属氧化物和0～3%的其它金属氧化物。

所述分子筛为球状4A型分子筛，直径φ3～5mm。

所述过渡金属硝酸盐为硝酸锰、硝酸铁中的一种或两者混合。

所述稀土金属硝酸盐为硝酸镧、硝酸铈中的一种或两者混合。

本发明针对现有焦化废水处理技术存在的不足，主要利用改性球状分子筛为催化剂，通过臭氧催化氧化降解焦化废水中的污染物，该方法的优点在于特效型强、工艺简单、成本低廉、无二次污染等。

具体实施方式

下面对本发明的实施案例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

(1)称取3.09g硝酸锰、3.78g硝酸铈和1.49g硝酸铅加入100mL的去离子水中，搅拌均匀配制成硝酸盐混合溶液，将100g直径3mm球状4A型分子筛浸渍于该溶液中4小时，取出放入烘箱中100℃温度下干燥6小时，然后置于马弗炉中600℃焙烧2小时，即得所需的改性分子筛，其中铈、锰、铅氧化物的质量百分比含量分别为1.44%、1.44%和0.96%。

(2)将步骤（1）中得到的改性分子筛和TOC浓度为150mg/L、温度为40℃的1000mL废水倒入容器中，通入臭氧，同时开动搅拌60分钟，过滤将改性分子筛从溶液中分离出来，处理后的废水中TOC浓度为33mg/L，去除率为78%。

实施例2：

(1)称取10.12g硝酸铁、5.04g硝酸铈和1.49g硝酸铅加入100mL的去离子水中，搅拌均匀配制成硝酸盐混合溶液，将100g直径3mm球状4A型分子筛浸渍于该溶液中5小时，取出放入烘箱中80℃温度下干燥4小时，然后置于马弗炉中400℃焙烧4小时，即得所需的改性分子筛，其中铈、铁、铅氧化物的质量百分比含量分别为1.9%、1.9%和0.95%。

(2)将步骤（1）中得到的改性分子筛和TOC浓度为200mg/L、温度为40℃的1000mL废水倒入容器中，通入臭氧，同时开动搅拌80分钟，过滤将改性分子筛从溶液中分离出来，处理后的废水中TOC浓度为39mg/L，去除率为80.5%。

实施例3：

(1)称取3.09g硝酸锰、3.99g硝酸镧和1.49g硝酸铅加入100mL的去离子水中，搅拌均匀配制成硝酸盐混合溶液，将100g直径3mm球状4A型分子筛浸渍于该溶液中3小时，取出放入烘箱中60℃温度下干燥5小时，然后置于马弗炉中500℃焙烧3小时，即得所需的改性分子筛，其中镧、锰、铅氧化物的质量百分比含量分别为1.44%、1.44%和0.96%。

(2)将步骤（1）中得到的改性分子筛和TOC浓度为180mg/L、温度为40℃的1000mL废水倒入容器中，通入臭氧，同时开动搅拌60分钟，过滤将改性分子筛从溶液中分离出来，处理后的废水中TOC浓度为36mg/L，去除率为80%。

实施例4：

(1)称取10.12g硝酸铁、5.31g硝酸镧和1.49g硝酸铅加入100mL的去离子水中，搅拌均匀配制成硝酸盐混合溶液，将100g直径3mm球状4A型分子筛浸渍于该溶液中4小时，取出放入烘箱中100℃温度下干燥6小时，然后置于马弗炉中600℃焙烧2小时，即得所需的改性分子筛，其中镧、铁、铅氧化物的质量百分比含量分别为1.9%、1.9%和0.95%。

(2)将步骤（1）中得到的改性分子筛和TOC浓度为100mg/L、温度为40℃的1000mL废水倒入容器中，通入臭氧，同时开动搅拌80分钟，过滤将改性分子筛从溶液中分离出来，处理后的废水中TOC浓度为22mg/L，去除率为78%。

Claims

1.一种改性分子筛催化臭氧处理焦化废水的方法，其特征在于，包含如下工艺流程：

(3)改性分子筛的回收：经过臭氧催化氧化后过滤，将改性球状分子筛从溶液中分离出来，用于下一次的催化氧化过程；

所述经改性后的分子筛组分和质量百分比为：96～98%的分子筛、1～3%的过渡金属氧化物、1～3%的稀土金属氧化物和0.95～3%的铅氧化物；

过渡金属硝酸盐为硝酸锰、硝酸铁中的一种或两者混合；

稀土金属硝酸盐为硝酸镧、硝酸铈中的一种或两者混合。

2.根据权利要求1所述改性分子筛催化臭氧处理焦化废水的方法，其特征在于，所述分子筛为球状4A型分子筛，直径φ3～5mm。