CN111762918A - 一种次氯酸钠的催化分解工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种次氯酸钠的催化分解工艺，包括以下步骤：(1)将含次氯酸钠废水原水导入絮凝沉淀槽中，加入絮凝剂进行絮凝，然后再进行沉淀处理；(2)将废水导入浓度调节槽，对废水的浓度进行稀释；(3)将废水导入pH值调节池，将pH值调节至10.5‑11.5；(4)废水导入催化塔内，废水在催化塔内与催化剂沸石负载锰镍氧化物复合材料充分接触反应；将经催化处理后的废水的pH值调节至中性，然后排出。本发明对含次氯酸钠废水的处理效率高，可使次氯酸钠的分解率达到98％以上，可使处理后的含次氯酸钠废水完全达到排放标准。

Description

一种次氯酸钠的催化分解工艺
技术领域
本发明涉及次氯酸钠废水处理技术领域，具体涉及一种次氯酸钠的催化分解工艺。
背景技术
次氯酸钠(NaClO)是一种用途广泛的工业原料，由于其在酸性、弱碱性溶液中均具有较强的氧化性，常用作消毒剂、漂白剂；次氯酸钠溶液用于处理废水，可达到氧化分解污染物、漂白、杀菌消毒、脱臭的目的，但在处理过程中，常常由于次氯酸钠是不稳定的化合物，在温度较高或日光照射下容易发生光分解反应，易生成NaClO3、NaCl、HCl等，大大降低了次氯酸钠强氧化性的利用率，同时在分解过程中产生的HCl气体对环境造成了很大的危害，如果使次氯酸钠分解时生成对环境友好的氧气又增强了其氧化性能，这将使这一问题得到良好的解决。
同时氯碱生产企业在生产工艺中不可避免地产生含氯废气和事故状态下产生的需要处置的氯气，因此氯碱企业对于含氯废气和事故氯气普遍采用烧碱吸收法进行处置。通常是利用氯气吸收装置直接生产副产品次氯酸钠，或者生产半成品再通过次氯酸钠生产装置通入原氯生产次氯酸钠产品，在这个过程中也会不可避免的产生含次氯酸钠废水。
在处理含次氯酸钠废水时，分解次氯酸钠(NaClO)的催化塔中所使用的填充剂的代表性物质是活性炭。而在次氯酸钠分解时活性炭将部分被氧化，催化效果下降，同时有可能导致活性炭的细微化和流出等。因此采用更高效的催化剂对于含次氯酸钠废水十分重要，而处理含次氯酸钠废水时，其浓度、pH值均对其最终处理效率具有一定影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种次氯酸钠的催化分解工艺，对含次氯酸钠废水的处理效率高，可使次氯酸钠的分解率达到98％以上，可使处理后的含次氯酸钠废水完全达到排放标准。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种次氯酸钠的催化分解工艺，包括以下步骤：
(1)将含次氯酸钠废水原水导入絮凝沉淀槽中，加入絮凝剂进行絮凝，然后再进行沉淀处理；
(2)将经过步骤(1)处理的含次氯酸钠废水导入浓度调节槽，对废水的浓度进行稀释；
(3)将经过步骤(2)处理的含次氯酸钠废水导入pH值调节池，将pH值调节至10.5-11.5；
(4)经步骤(3)处理的含次氯酸钠废水导入催化塔内，废水在催化塔内与催化剂沸石负载锰镍氧化物复合材料充分接触反应；将经催化处理后的废水的pH值调节至中性，然后排出。
优选地，所述步骤(1)中，絮凝剂由聚合硫酸铝、聚合硫酸铁按质量比1：3-5混合制成。
优选地，所述步骤(1)中，沉淀时间为10-24h。
优选地，所述步骤(2)中，稀释后，含次氯酸钠废水的残氯(Cl-)浓度为500-5000mg/L。
优选地，所述步骤(4)中，催化塔内催化反应的时间为90-120min。
优选地，，所述沸石负载锰镍氧化物复合材料由以下方法制备得到：
(1)将高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂和造孔剂搅拌均匀，得预混合料；
(2)将六水硝酸镍使用去离子水溶解，溶解后浓度为0.1mol/L；然后滴加适量氢氧化钠溶液，室温下搅拌3-4h，得前驱体溶液；
(3)将前驱体溶液与预混合料搅拌均匀；然后置于马弗炉中，在氮气分氛围下进行焙烧，焙烧温度为700-900℃，焙烧时间为5-7h；焙烧完后将所得物进行粉碎，既得沸石负载锰镍氧化物复合材料。
优选地，所述前驱体溶液、高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂、造孔剂的质量比为5-8：10-20：100：2-5：1-3。
优选地，所述粘合剂为膨润土；所述造孔剂为淀粉。
优选地，步骤(4)中，废水在催化塔内的温度控制在26-35℃之间。
本发明的有益效果是：
1、本发明含次氯酸钠废水在催化塔中进行催化时，采用沸石负载锰镍氧化物复合材料作为催化剂，可将次氯酸钠快速分解为氯化钠和氧气，对于次氯酸钠的催化分解性能优异，使催化效分解率显著增强。同时制备工艺简单，易于获得。
2、本发明合理设置废水的pH值，使本发明催化剂在进行次氯酸钠的催化分解时，效率更高。同时，本发明通过合理设置催化温度、流速、处理浓度等参数，进一步加强催化分解效果。
3、本发明催化分解工艺对含次氯酸钠废水的处理效率高，可使次氯酸钠的分解率达到98％以上，可使处理后的含次氯酸钠废水完全达到排放标准。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：沸石负载锰镍氧化物复合材料的制备
沸石负载锰镍氧化物复合材料由以下方法制备得到：
(1)将高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂膨润土和造孔剂淀粉搅拌均匀，得预混合料。
(2)将六水硝酸镍使用去离子水溶解，溶解后浓度为0.1mol/L；然后滴加适量氢氧化钠溶液，室温下搅拌3h，得前驱体溶液。
前驱体溶液、高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂、造孔剂的质量比为8：15：100：5：2。
(3)将前驱体溶液与预混合料搅拌均匀；然后置于马弗炉中，在氮气分氛围下进行焙烧，焙烧温度为820℃，焙烧时间为6h；焙烧完后将所得物进行粉碎，既得沸石负载锰镍氧化物复合材料。
实施例2：沸石负载锰镍氧化物复合材料的制备
沸石负载锰镍氧化物复合材料由以下方法制备得到：
(1)将高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂膨润土和造孔剂淀粉搅拌均匀，得预混合料。
(2)将六水硝酸镍使用去离子水溶解，溶解后浓度为0.1mol/L；然后滴加适量氢氧化钠溶液，室温下搅拌4h，得前驱体溶液。
前驱体溶液、高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂、造孔剂的质量比为5：10：100：3：3。
(3)将前驱体溶液与预混合料搅拌均匀；然后置于马弗炉中，在氮气分氛围下进行焙烧，焙烧温度为700℃，焙烧时间为7h；焙烧完后将所得物进行粉碎，既得沸石负载锰镍氧化物复合材料。
实施例3：沸石负载锰镍氧化物复合材料的制备
沸石负载锰镍氧化物复合材料由以下方法制备得到：
(1)将高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂膨润土和造孔剂淀粉搅拌均匀，得预混合料。
(2)将六水硝酸镍使用去离子水溶解，溶解后浓度为0.1mol/L；然后滴加适量氢氧化钠溶液，室温下搅拌3h，得前驱体溶液。
前驱体溶液、高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂、造孔剂的质量比为7：20：100：2：1。
(3)将前驱体溶液与预混合料搅拌均匀；然后置于马弗炉中，在氮气分氛围下进行焙烧，焙烧温度为900℃，焙烧时间为5h；焙烧完后将所得物进行粉碎，既得沸石负载锰镍氧化物复合材料。
实施例4：含次氯酸钠废水的处理
一种次氯酸钠的催化分解工艺，包括以下步骤：
(1)将含次氯酸钠废水原水导入絮凝沉淀槽中，加入絮凝剂进行絮凝，然后再进行沉淀处理，沉淀时间为24h；其中絮凝剂由聚合硫酸铝、聚合硫酸铁按质量比1：3.5混合制成。
(2)将经过步骤(1)处理的含次氯酸钠废水导入浓度调节槽，对废水的浓度进行稀释，稀释后，含次氯酸钠废水的残氯浓度为1220mg/L。
(3)将经过步骤(2)处理的含次氯酸钠废水导入pH值调节池，将pH值调节至11。
(4)经步骤(3)处理的含次氯酸钠废水导入催化塔内，废水在催化塔内与催化剂沸石负载锰镍氧化物复合材料(由实施例1中制备得到)充分接触反应；催化塔内催化反应的时间为120min，废水在催化塔内的温度控制在26-35℃之间。将经催化处理后的废水的pH值调节至中性，然后排出。处理后的废水的残氯浓度为11mg/L，次氯酸钠的分解率达到99.1％以上。
实施例5：含次氯酸钠废水的处理
一种次氯酸钠的催化分解工艺，包括以下步骤：
(1)将含次氯酸钠废水原水导入絮凝沉淀槽中，加入絮凝剂进行絮凝，然后再进行沉淀处理，沉淀时间为20h；其中絮凝剂由聚合硫酸铝、聚合硫酸铁按质量比1：5混合制成。
(2)将经过步骤(1)处理的含次氯酸钠废水导入浓度调节槽，对废水的浓度进行稀释，稀释后，含次氯酸钠废水的残氯浓度为4382mg/L。
(3)将经过步骤(2)处理的含次氯酸钠废水导入pH值调节池，将pH值调节至11。
(4)经步骤(3)处理的含次氯酸钠废水导入催化塔内，废水在催化塔内与催化剂沸石负载锰镍氧化物复合材料(由实施例2中制备得到)充分接触反应；催化塔内催化反应的时间为120min，废水在催化塔内的温度控制在26-35℃之间。将经催化处理后的废水的pH值调节至中性，然后排出。处理后的废水的残氯浓度为61mg/L，次氯酸钠的分解率达到98.6％。
实施例6：含次氯酸钠废水的处理
一种次氯酸钠的催化分解工艺，包括以下步骤：
(1)将含次氯酸钠废水原水导入絮凝沉淀槽中，加入絮凝剂进行絮凝，然后再进行沉淀处理，沉淀时间为10h；其中絮凝剂由聚合硫酸铝、聚合硫酸铁按质量比1：3混合制成。
(2)将经过步骤(1)处理的含次氯酸钠废水导入浓度调节槽，对废水的浓度进行稀释，稀释后，含次氯酸钠废水的残氯浓度为1267mg/L。
(3)将经过步骤(2)处理的含次氯酸钠废水导入pH值调节池，将pH值调节至10.5。
(4)经步骤(3)处理的含次氯酸钠废水导入催化塔内，废水在催化塔内与催化剂沸石负载锰镍氧化物复合材料(由实施例2中制备得到)充分接触反应；催化塔内催化反应的时间为90min，废水在催化塔内的温度控制在26-35℃之间。将经催化处理后的废水的pH值调节至中性，然后排出。处理后的废水的残氯浓度为15mg/L，次氯酸钠的分解率达到98.8％以上。
实施例7：含次氯酸钠废水的处理
一种次氯酸钠的催化分解工艺，包括以下步骤：
(1)将含次氯酸钠废水原水导入絮凝沉淀槽中，加入絮凝剂进行絮凝，然后再进行沉淀处理，沉淀时间为24h；其中絮凝剂由聚合硫酸铝、聚合硫酸铁按质量比1：5混合制成。
(2)将经过步骤(1)处理的含次氯酸钠废水导入浓度调节槽，对废水的浓度进行稀释，稀释后，含次氯酸钠废水的残氯浓度为681mg-Cl/L。
(3)将经过步骤(2)处理的含次氯酸钠废水导入pH值调节池，将pH值调节至11.5。
(4)经步骤(3)处理的含次氯酸钠废水导入催化塔内，废水在催化塔内与催化剂沸石负载锰镍氧化物复合材料(由实施例3中制备得到)充分接触反应；催化塔内催化反应的时间为90min，废水在催化塔内的温度控制在26-35℃之间。将经催化处理后的废水的pH值调节至中性，然后排出。处理后的废水的残氯浓度为8mg/L，次氯酸钠的分解率达到98.8％以上。
实施例8：含次氯酸钠废水的处理
一种次氯酸钠的催化分解工艺，包括以下步骤：
(1)将含次氯酸钠废水原水导入絮凝沉淀槽中，加入絮凝剂进行絮凝，然后再进行沉淀处理，沉淀时间为15h；其中絮凝剂由聚合硫酸铝、聚合硫酸铁按质量比1：5混合制成。
(2)将经过步骤(1)处理的含次氯酸钠废水导入浓度调节槽，对废水的浓度进行稀释，稀释后，含次氯酸钠废水的残氯浓度为2856mg/L。
(3)将经过步骤(2)处理的含次氯酸钠废水导入pH值调节池，将pH值调节至11。
(4)经步骤(3)处理的含次氯酸钠废水导入催化塔内，废水在催化塔内与催化剂沸石负载锰镍氧化物复合材料(由实施例1中制备得到)充分接触反应；催化塔内催化反应的时间为100min，废水在催化塔内的温度控制在26-35℃之间。将经催化处理后的废水的pH值调节至中性，然后排出。处理后的废水的残氯浓度为32mg/L，次氯酸钠的分解率达到98.9％以上。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种次氯酸钠的催化分解工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含次氯酸钠废水原水导入絮凝沉淀槽中，加入絮凝剂进行絮凝，然后再进行沉淀处理；
(2)将经过步骤(1)处理的含次氯酸钠废水导入浓度调节槽，对废水的浓度进行稀释；
(3)将经过步骤(2)处理的含次氯酸钠废水导入pH值调节池，将pH值调节至10.5-11.5；
(4)经步骤(3)处理的含次氯酸钠废水导入催化塔内，废水在催化塔内与催化剂沸石负载锰镍氧化物复合材料充分接触反应；将经催化处理后的废水的pH值调节至中性，然后排出。
2.根据权利要求1所述的次氯酸钠的催化分解工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，絮凝剂由聚合硫酸铝、聚合硫酸铁按质量比1：3-5混合制成。
3.根据权利要求1所述的次氯酸钠的催化分解工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，沉淀时间为10-24h。
4.根据权利要求1所述的次氯酸钠的催化分解工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，稀释后，含次氯酸钠废水的残氯浓度为500-5000mg/L。
5.根据权利要求1所述的次氯酸钠的催化分解工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，催化塔内催化反应的时间为90-120min。
6.根据权利要求1所述的次氯酸钠的催化分解工艺，其特征在于，所述沸石负载锰镍氧化物复合材料由以下方法制备得到：
(1)将高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂和造孔剂搅拌均匀，得预混合料；
(2)将六水硝酸镍使用去离子水溶解，溶解后浓度为0.1mol/L；然后滴加适量氢氧化钠溶液，室温下搅拌3-4h，得前驱体溶液；
(3)将前驱体溶液与预混合料搅拌均匀；然后置于马弗炉中，在氮气分氛围下进行焙烧，焙烧温度为700-900℃，焙烧时间为5-7h；焙烧完后将所得物进行粉碎，既得沸石负载锰镍氧化物复合材料。
7.根据权利要求6所述的次氯酸钠的催化分解工艺，其特征在于，所述前驱体溶液、高锰酸钾固体颗粒、沸石粉、粘合剂、造孔剂的质量比为5-8：10-20：100：2-5：1-3。
8.根据权利要求6所述的次氯酸钠的催化分解工艺，其特征在于，所述粘合剂为膨润土；所述造孔剂为淀粉。
9.根据权利要求1所述的次氯酸钠的催化分解工艺，其特征在于，步骤(4)中，废水在催化塔内的温度控制在26-35℃之间。
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