CN115445600A - 一种用于处理含pva印染废水的臭氧氧化催化剂及其制备和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于处理含PVA印染废水的臭氧氧化催化剂及其制备和应用方法，所述催化剂所述臭氧氧化催化剂包括氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂；先将各原料组份分别磨细并通过200目，将筛下物按质量份数混合均匀，再将混合均匀的物料造粒成直径4‑6mm的小球，干燥脱水，将干燥后的物料球在800‑900℃烧结后冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。该催化剂具有操作简单，效果稳定的特点；同时处理含PVA印染废水时，无需投加很多药剂，避免了对环境的二次污染，综合效率高；能够将废水COD降至3000mg/L以下，PVA含量降至500mg/L以下，PVA去除率达92％，满足进入园区进一步深度处理的要求。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种臭氧氧化催化剂及其制备和应用于处理废水的方法，具体为一种用于处理含PVA印染废水的臭氧氧化催化剂及其制备和应用方法。
背景技术
纺织业作为传统行业在为我国经济发展做出杰出贡献的同时，也产生了大量的纺织废水，其废水排放量及COD排放量均占工业废水排放总量的10％以上。染整加工是纺织工业产业链中高技术含量环节之一，也是纺织印染污染最严重的环节，其废水排放量占纺织印染工业总排放量的80％。其中，退浆废水产生的COD负荷量约占印染废水COD总量的50％。
聚乙烯醇(简称PVA)，是一种水溶性高分子聚合物。因具有良好的粘附性、机械性能和稳定性而广泛用作纺织工业的上浆剂，也因此在纺织行业的退浆废水中大量存在PVA,同时，在退浆印染废水中含有浆料中的分解物、纤维屑、酶及碱类等污染物。PVA退浆印染废水具有水温高、水质和水量变化大、有机物浓度高(COD Cr 8000-16000mg/L)、pH高(pH 10-13)、可生化性差(B/C小于0.1)、含残留双氧水等特点，属典型的难降解工业废水。此外，PVA排入水体后还会加快底泥中重金属的释放与迁移，对生态环境造成恶劣影响。目前，含PVA退浆印染废水处理方面方法有絮凝沉淀、铁碳微电解、臭氧氧化、零价铁Fenton工艺、高效菌降解等，但这些工艺往往存在运行成本高、处理效果差、污泥产量大、运行不稳定等不足，很难达到满意的效果。
目前，印染工业园区企业将印染废水进行初步处理后，无法达到COD3000mg/L以下，不能满足园区下一步处理要求。因此，需要针对纺织工业园区污水处理单元的处理工艺进行升级改造，并深度处理印染废水。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明提供了一种用于处理含PVA印染废水的臭氧氧化催化剂及其制备和应用方法，能够解决现有技术中的问题；将废水COD降至3000mg/L以下，PVA含量降至500mg/L以下，满足进入园区进一步深度处理的要求。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种用于处理含PVA印染废水的臭氧氧化催化剂，所述臭氧氧化催化剂包括氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂；先将各原料组份分别磨细并通过200目，将筛下物按质量份数混合均匀，再将混合均匀的物料造粒成直径4-6mm的小球，干燥脱水，将干燥后的物料球在800-900℃烧结后冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。
进一步地，所述氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂的质量份数分别为84-92份、1.0-3.0份、0.5-1.5份、0.5-1.5份、5-12份。
进一步地，干燥脱水的温度为105℃，时间为2h，烧结时间为4h。
一种制备用于处理含PVA印染废水的臭氧氧化催化剂的方法，包括如下步骤：
1)取所述臭氧氧化催化剂包括氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂，所述氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂各原料组份分别磨细并通过200目；
2)将筛下物氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂按质量份数分别为84-92份、1.0-3.0份、0.5-1.5份、0.5-1.5份、5-12份，混合均匀；
3)将混合均匀的物料造粒成直径4-6mm的小球，于105℃干燥脱水2h；
4)将干燥后的物料球在800-900℃烧结4h后，冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。
一种使用上述臭氧氧化催化剂处理含PVA印染废水的方法，包括如下步骤：
(1)加混凝剂和絮凝剂反应，去除悬浮物；
(2)出水加所述氧化催化剂进行臭氧催化反应1h。
进一步地，
步骤(1)反应时间不少于30min；混凝剂和絮凝剂均为本领域常规市售产品。
步骤(2)所述臭氧催化反应时间为1h。
本发明有益效果如下：
(1)本发明操作简单，效果稳定，无需投加很多药剂，避免了对环境的二次污染。
(2)本发明所述处理含PVA印染废水的方法节省了占地面积。
(3)本发明所述处理方法反应条件要求较低。
(4)本发明所述处理方法综合处理效率高，对含PVA印染废水的处理效果很好，同一种催化剂在重复使用多次之后COD的去除率依旧稳定。
(5)本发明能够将废水COD降至3000mg/L以下，PVA含量降至500mg/L以下，PVA去除率达92％，满足进入园区进一步深度处理的要求。
附图说明
图1臭氧氧化催化剂制备流程；
图2臭氧氧化催化剂处理废水工艺流程。
具体实施方式
下面对本发明的实施方案做进一步的详细描述。
实施例1
分别将氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂，各原料组份分别磨细并通过200目；
2)将筛下物氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂按质量份数分别为84份、2份、1份、1份、12份，混合均匀；
3)将混合均匀的物料造粒成直径4-6mm的小球，于105℃干燥脱水2h；
4)将干燥后的物料球在900℃烧结4h后，冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。
实施例2
1)分别将氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂，各原料组份分别磨细并通过200目；
2)将筛下物氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂按质量份数分别为86份、2份、1份、1份、10份，混合均匀；
3)将混合均匀的物料造粒成直径4-6mm的小球，于105℃干燥脱水2h；
4)将干燥后的物料球在880℃烧结4h后，冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。
实施例3
1)分别将氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂，各原料组份分别磨细并通过200目；
2)将筛下物氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂按质量份数分别为88份、1份、1.5份、1.5份、8份，混合均匀；
3)将混合均匀的物料造粒成直径4-6mm的小球，于105℃干燥脱水2h；
4)将干燥后的物料球在860℃烧结4h后，冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。
实施例4
1)分别将氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂，各原料组份分别磨细并通过200目；
2)将筛下物氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂按质量份数分别为90份、3份、0.5份、0.5份、6份，混合均匀；
3)将混合均匀的物料造粒成直径4-6mm的小球，于105℃干燥脱水2h；
4)将干燥后的物料球在850℃烧结4h后，冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。
实施例5
1)分别将氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂，各原料组份分别磨细并通过200目；
2)将筛下物氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂按质量份数分别为92份、2份、0.5份、0.5份、5份，混合均匀；
3)将混合均匀的物料造粒成直径4-6mm的小球，于105℃干燥脱水2h；
4)将干燥后的物料球在800℃烧结4h后，冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。
对比例1
对比例1与实施例3基本一致，唯一不同在于，将氧化铝换成氧化铁，其它不变。
对比例2
对比例2与实施例3基本一致，唯一不同在于，将氧化铈换成二氧化钛，其它不变。
对比例3
对比例3与实施例3基本一致，唯一不同在于，将氧化钐换成二氧化钛，其它不变。
对比例4
对比例4与实施例3基本一致，唯一不同在于，将氧化镱换成二氧化钛，其它不变。
对比例5
对比例5与实施例3基本一致，唯一不同在于，将氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂的比例换为60份、5份、2份、3份、30份。
从现场取50L含PVA的印染废水(综合池进水COD在6000-9000mg/L),加絮凝剂,气浮去除悬浮物，出水分别加实施例1-5、对比例1-5得到的臭氧氧化催化剂进行臭氧催化反应1h，实验结果见下表(检测标准依据HJ 924-2017COD光度法快速测定仪技术要求及检测方法和“退浆废水中聚乙烯醇(PVA)含量的测定方法”(顾润南，林苗,东华大学学报2005年4月))。
表1COD检测数据表
表2PVA检测数据表
以上实验证明，氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂，按质量份数分别为84-92份、1.0-3.0份、0.5-1.5份、0.5-1.5份、5-12份，制得的臭氧催化剂对含PVA印染废水的处理效果最佳。
重复性试验
为了验证采用本发明的方法所制备的臭氧催化剂效果的稳定性，将实施例2-3-4中的催化剂成品在相同条件下做六组重复试验，结果如下。
表3重复性试验COD检测数据表
表4重复性试验PVA检测数据表
说明：重复实验1/2/3为现场的含PVA印染原废水；重复实验4/5/6为现场的含PVA印染不同原水混配而成，控制进水COD在6000-9000mg/，出水COD均在3000mg/L以下；PVA含量降至500mg/L以下，PVA去除率达92％。
以上实验证明，本发明实施例制得的臭氧催化剂对含PVA印染废水的处理效果很好，同一种催化剂在重复使用多次之后COD的去除率依旧稳定。
Claims (8)
1.一种用于处理含PVA印染废水的臭氧氧化催化剂，其特征在于，所述臭氧氧化催化剂包括氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂；先将各原料组份分别磨细并通过200目，将筛下物按质量份数混合均匀，再将混合均匀的物料造粒成直径4-6mm的小球，干燥脱水，将干燥后的物料球在800-900℃烧结后冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。
2.如权利要求1所述的一种用于处理含PVA印染废水的臭氧氧化催化剂，其特征在于，所述氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂的质量份数分别为84-92份、1.0-3.0份、0.5-1.5份、0.5-1.5份、5-12份。
3.如权利要求1所述的一种用于处理含PVA印染废水的臭氧氧化催化剂，其特征在于，干燥脱水的温度为105℃，时间为2h，烧结时间为4h。
4.一种制备如权利要求1-3任一所述的用于处理含PVA印染废水的臭氧氧化催化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)取所述臭氧氧化催化剂包括氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂，所述氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂各原料组份分别磨细并通过200目；
2)将筛下物氧化铝、氧化铈、氧化钐、氧化镱、硼砂按质量份数分别为84-92份、1.0-3.0份、0.5-1.5份、0.5-1.5份、5-12份，混合均匀；
3)将混合均匀的物料造粒成直径4-6mm的小球，于105℃干燥脱水2h；
4)将干燥后的物料球在800-900℃烧结4h后，冷却至室温，即得臭氧氧化催化剂。
5.一种使用如权利要求1-3任一项所述的臭氧氧化催化剂处理含PVA印染废水的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)加混凝剂和絮凝剂反应，去除悬浮物；
(2)出水加所述氧化催化剂进行臭氧催化反应1h。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
步骤(1)反应时间不少于30min；
步骤(2)所述臭氧催化反应时间为1h。
7.如权利要求6所述的臭氧氧化催化剂处理含PVA印染废水的方法，其特征在于：
将废水从CODCr 6000-9000降至3000mg/L以下。
8.如权利要求7所述的臭氧氧化催化剂处理含PVA印染废水的方法，其特征在于：
将废水从PVA含量2000-5000mg/L降至500mg/L以下，PVA去除率达92％。
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