CN107899589A - 一种工业废水催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工业废水催化剂及其制备方法。所述工业废水催化剂，包括以下重量份组分：活性炭100‑300份，三氧化二铁10‑20份，氧化铜5‑10份，氧化锌1‑5份，二氧化锰3‑10份，沸石粉1‑5份，二氧化钛5‑10份，硅藻土5‑10份。本发明的工业废水催化剂，具有更好的催化活性和稳定性，其能去除COD高，同时催化剂的单次使用寿命长，催化剂的稳定性大大提高。

Description

一种工业废水催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于新能源及环保节能技术领域，尤其涉及一种工业废水催化剂及其制备方法。
背景技术
以煤炭作为能源和化工原料的应用越来越受到重视。煤气化是清洁、高效的煤炭利用方式，但煤气化工艺过程产生大量的高污染废水，这种废水含有多种污染质，例如酚、氰、氨氮和数种脂肪族以及芳香族化合物，需要对其进行有效的处理，方可进行排放。
废水处理领域常常用化学需氧量(COD)、氨氮、硝态氮、亚硝态氮和色度等指标来表示废水中的污染物的类型和/或量。其中COD，也称作化学需氧量，是指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，COD又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。COD越大，说明水体受有机物的污染越严重。
氨氮：指水中以氨或铵离子形式存在的氮元素。
BOD5：是指五日生物耗氧量，即生物降解水中有机物5天过程中所消耗的氧气的总量。
色度：水的色度是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标。天然水经常显示出浅黄、浅褐或黄绿等不同的颜色。产生颜色的原因是由于溶于水的腐殖质、有机物或无机物质所造成的。另外，当水体受到工业废水的污染时也会呈现不同的颜色。这些颜色分为真色与表色。真色是由于水中溶解性物质引起的，也就是除去水中悬浮物后的颜色。而表色是没有除去水中悬浮物时产生的颜色。这些颜色的定量程度就是色度。工业废水色度测定采用稀释倍数法，如国标GB11903-89所述，将废水样品用光学纯水稀释至用目视比较与光学纯水相比刚好看不见颜色时的稀释倍数作为表达色度的方式，单位为倍，一般倍数越高说明废水颜色越深。
湿式催化氧化法是八十年代国际上发展起来的一种处理高浓度难生物降解有机废水的处理技术(US4699720，1987)。该工艺是在反应釜中在催化剂的作用下，于高温高压条件下用H2O2、O3、ClO2或氧气氧化剂等氧化剂直接将污水中的有机物氧化成CO2、H2O等无害成分，从而达到净化处理水的目的。由于高温高压催化氧化反应器设计复杂、操作困难、维护成本高，很难工业应用，因此常温常压催化氧化及其固体催化剂成为研究的焦点。目前，研究较多的固体催化剂有贵金属催化剂、过渡金属如Fe、Cu、Ni、Co、Mn等的氧化物和稀土金属如La、Ce等的氧化物。
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于在常温常压下对废水进行催化氧化的催化剂。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种工业废水催化剂，包括以下重量份组分:活性炭100-300份，三氧化二铁10-20份，氧化铜5-10份，氧化锌1-5份，二氧化锰3-10份，沸石粉1-5份，二氧化钛5-10份，硅藻土5-10份。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述工业废水催化剂包括以下重量份组分：100份活性炭，10份三氧化二铁，5份氧化铜，1份氧化锌，3份二氧化锰，1份沸石粉，5份二氧化钛，5份硅藻土。
进一步地，所述工业废水催化剂包括以下重量份组分：300份活性炭，20份三氧化二铁，10份氧化铜，5份氧化锌，10份二氧化锰，5份沸石粉，10份二氧化钛，10份硅藻土。
进一步地，200份活性炭，15份三氧化二铁，7份氧化铜，3份氧化锌，5份二氧化锰，4份沸石粉，7份二氧化钛，8份硅藻土。
本发明还提供了一种工业废水催化剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份配比称取以下组分：活性炭、三氧化二铁、氧化铜、氧化锌、二氧化锰、沸石粉、二氧化钛和硅藻土，对所述活性炭进行洗涤干燥，然后通过浸渍沉淀法将上述其它组分的负载在所述活性炭上，然后通过洗涤、干燥并煅烧所述负载在活性炭上的活性组分前体，得到所述催化剂。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供了一种工业废水催化剂，包括以下重量份组分:活性炭100-300份，三氧化二铁10-20份，氧化铜5-10份，氧化锌1-5份，二氧化锰3-10份，沸石粉1-5份，二氧化钛5-10份，硅藻土5-10份。
本发明的活性炭负载的多元复合金属氧化物催化剂，具有更好的催化活性和稳定性，其能去除COD高，同时催化剂的单次使用寿命长，催化剂的稳定性大大提高。
下面通过具体的实施例来进行介绍。
实施例1
按重量份称取以下组分：100份活性炭，10份三氧化二铁，5份氧化铜，1份氧化锌，3份二氧化锰，1份沸石粉，5份二氧化钛，5份硅藻土，对所述活性炭进行洗涤干燥，然后通过浸渍沉淀法将上述其它组分的负载在所述活性炭上，然后通过洗涤、干燥并煅烧所述负载在活性炭上的活性组分前体，得到所述催化剂。
实施例2
按重量份称取以下组分：300份活性炭，20份三氧化二铁，10份氧化铜，5份氧化锌，10份二氧化锰，5份沸石粉，10份二氧化钛，10份硅藻土，对所述活性炭进行洗涤干燥，然后通过浸渍沉淀法将上述其它组分的负载在所述活性炭上，然后通过洗涤、干燥并煅烧所述负载在活性炭上的活性组分前体，得到所述催化剂。
实施例3
按重量份称取以下组分：200份活性炭，15份三氧化二铁，7份氧化铜，3份氧化锌，5份二氧化锰，4份沸石粉，7份二氧化钛，8份硅藻土，对所述活性炭进行洗涤干燥，然后通过浸渍沉淀法将上述其它组分的负载在所述活性炭上，然后通过洗涤、干燥并煅烧所述负载在活性炭上的活性组分前体，得到所述催化剂。
对比例1
本对比例中没有添加活性炭和二氧化钛，其余组分和配比均与实施例一中的技术方案相同。
效果测试
分别测定上述实施例及对比例制备的工业废水净化剂放入水体中，并分别对COD去除率和重金属铜离子含量进行测量。。
测试结果如表1所示。
表1
根据表1中的数据可以看出，本发明的技术方案能够更好地去除水中的中重金属铜离子，同时水体透光率、油类物去除率、色度降低率和COD(化学需氧量是指在一定严格的条件下,水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下,被氧化分解时所消耗氧化剂的数量)去除率都明显高于对比例，具有很好的环保效果，且在絮凝过程中，形成的絮体大，沉降速度快，提高了效率，经观察，沉降的底泥相比现有市售的其它污水净化剂处理后的底泥结构更为紧密。
本发明的废水净化剂可以实现：处理效果几乎不受废水污染程度、污染物种类等的影响；操作工艺简单，只需要一步即可完成混凝絮凝过程，并且完成絮凝以后的沉淀物稳定，吸附物一般不会自行脱附；操作具有比较好的随意性，只要按设计量加入即可获得满意的混凝—絮凝效果；完成处理以后所形成的固相分离产物具有很低的自由水包裹率，即聚沉物中的水份能够比较容易的与包裹物分离；沉降物呈惰性，水中分散能力极低，在经过滤后易于实现与过滤介质分离，有利于固液分离或过滤机械的使用与维护；脱色除油效率高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要为准。

Claims (5)

1.一种工业废水催化剂，其特征在于，包括以下重量份组分:活性炭100-300份，三氧化二铁10-20份，氧化铜5-10份，氧化锌1-5份，二氧化锰3-10份，沸石粉1-5份，二氧化钛5-10份，硅藻土5-10份。
2.根据权利要求1所述一种工业废水催化剂，其特征在于，包括以下重量份组分：100份活性炭，10份三氧化二铁，5份氧化铜，1份氧化锌，3份二氧化锰，1份沸石粉，5份二氧化钛，5份硅藻土。
3.根据权利要求1所述一种工业废水催化剂，其特征在于，包括以下重量份组分：300份活性炭，20份三氧化二铁，10份氧化铜，5份氧化锌，10份二氧化锰，5份沸石粉，10份二氧化钛，10份硅藻土。
4.根据权利要求1所述一种工业废水催化剂，其特征在于，包括以下重量份组分：200份活性炭，15份三氧化二铁，7份氧化铜，3份氧化锌，5份二氧化锰，4份沸石粉，7份二氧化钛，8份硅藻土。
5.一种如权利要求1至4任一项所述工业废水催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份配比称取以下组分：活性炭、三氧化二铁、氧化铜、氧化锌、二氧化锰、沸石粉、二氧化钛和硅藻土，对所述活性炭进行洗涤干燥，然后通过浸渍沉淀法将上述其它组分的负载在所述活性炭上，然后通过洗涤、干燥并煅烧所述负载在活性炭上的活性组分前体，得到所述催化剂。
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