专利名称：一种多相催化氧化处理污水方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理的方法，适用于焦化废水和含酚污水多相催化氧化处理污水的方法。
背景技术：
焦化废水是煤制焦碳、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水，受原煤性质、炼焦工艺、焦化产品回收等诸多因素的影响，其成分复杂多变，属于难处理的工业废水。焦化废水中难降解有机物质占多数，主要有酚类、多环芳烃、含氮有机物及杂环化合物，其中以苯酚为主的酚类化合物占有机物总量70％以上，焦化废水中的这些组分对环境有很大影响，特别是酚类化合物，可使蛋白质凝固，对人类、水产及农作物都有极大危害。
目前对于焦化废水的处理有下列几种方法(1)活性污泥法该方法采用培养、改性、变异等手段驯化微生物，减少有机物对微生物的抑制作用，用回流稀释或投加混凝剂来降低有机物毒性，该方法很难达到排放标准。当进入活性污泥暴气池废水的CODcr为2000mg/L左右时，出水CODcr一般为350～700mg/L，去除率仅为65～85％，处理效果不理想。(2)均相催化氧化法1894年H.J.H.Fenton(J.Chem.Soc.65(1894)899)发现Fe2+离子通过过氧化氢强烈地催化了苹果酸的氧化，现将氧化剂H2O2和催化剂Fe2+或Fe3+的组成叫Fenton试剂。Fenton试剂氧化法即属于均相催化氧化法，Fe2+或Fe3+可加速H2O2分解为·OH自由基而使溶液中有机污染物被·OH自由基迅速氧化降解，该方法反应速度快、处理效率高，去除率可高达90％。该方法的缺点是溶液中Fe2+浓度高，处理后的水可能带有颜色，同时均相催化氧化Fe2+离子需要不断地投加，而处理后的水要加碱沉淀Fe2+离子和调节溶液pH值，使得废水处理工艺较复杂，处理成本也随着增加。(3)催化湿式氧化；该方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的有机废水的处理技术(US4699720，1987)，它是在含贵金属催化剂作用下，在高温高压条件下用氧气或空气直接将污水中的有机物氧化成CO2、H2O等无害物，以达到净化的目的，该方法CODcr去除率可高达90～99％。但该方法要在反应釜中高温、高压条件下进行。由于该方法所用催化剂的成本高，反应条件苛刻，一直难以推广使用。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于多相催化氧化处理焦化废水和含酚污水的处理方法。该方法操作简便，反应温度只需55～70℃，不需要消耗大量能量，对有机污染物去除率高。
本发明提出的一种多相催化氧化处理污水的方法，该方法包括以下各步骤(1)催化剂与废水的重量体积比按1～2g∶100ml称取催化剂，加入废水中；(2)用H2SO4溶液调节废水至pH＜6；(3)将步骤(2)得到的废水加热到55～70℃并搅拌，30％的H2O2溶液的用量与废水的体积比0.2～1ml∶100ml，缓慢滴加到废水溶液中，继续加热搅拌10～20min；(4)过滤分离。
本发明使用的催化剂为专利申请号200510011496.3，名称“一种多相催化氧化处理污水用催化剂及其制备方法”制备的催化剂。该催化剂以铁Fe为基本活性组分，锌Zn、铜Cu、钴Co或锰Mn中的一种为辅助活性组分。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果本发明经催化氧化处理CODcr值为5744mg/L的苯酚模拟废水，处理后CODcr值降至64mg/L，去除率为98.8％；处理CODcr值为2870mg/L的苯酚模拟废水，处理后CODcr值降至＜20mg/L，去除率为99.3％；处理CODcr值为1290mg/L的苯酚模拟废水，处理后CODcr值降至＜20mg/L，去除率为98.4％；处理焦化废水CODcr值可由1000mg/L降至30mg/L以下，远远低于国家排放标准(小于150mg/L)，去除率为97％。采用该方法处理焦化废水或含酚污水，操作方法简便，处理效率高。
图1未处理苯酚模拟水样(CODcr值为2872mg/L)的高压液相色谱图。
图2处理后苯酚模拟水样的高压液相色谱图。
具体实施例方式
实施例1取100.0ml CODcr值为5744mg/L的苯酚模拟废水，加入2.0g催化剂，用10％H2SO4调节溶液pH＜6，于68℃水浴加热搅拌，缓慢滴加2ml H2O230％溶液，反应20min后过滤，滤液的CODcr值降为64mg/L，去除率为98.8％。
实施例2取100.0ml CODcr值为2872mg/L的苯酚模拟废水，加入1.0g催化剂，用10％H2SO4调节溶液pH＜6，于55℃水浴加热搅拌，缓慢滴加1ml H2O230％溶液，反应20min后过滤，滤液的CODcr值降为＜20mg/L，去除率为99.3％。处理前后的高压液相色谱图见附图。
实施例3取50.0ml CODcr值为505mg/L的焦化废水，加入1.0g催化剂，用10％H2SO4调节溶液pH＜6，于60℃水浴加热搅拌，缓慢滴加1ml H2O230％溶液，反应20min后过滤，滤液的CODcr值降为＜20mg/L，去除率＞96％。
图1为未处理苯酚模拟水样(CODcr值为2872mg/L)的高压液相色谱图，从图1可以看出在保留时间为3.137min处有很大的苯酚的峰面积。
图2处理后苯酚模拟水样的高压液相色谱图，从图2可以看出苯酚的峰面积已经很小基本上消失了，说明通过催化氧化已经将结构稳定的苯环打开了。
权利要求
1.一种多相催化氧化处理含酚污水和焦化废水的处理方法，其特征在于该处理方法的具体步骤(1)催化剂与废水的重量体积比按1～2g∶100ml称取催化剂，加入废水中；(2)用H2SO4溶液调节废水至pH＜6；(3)将步骤(2)得到的废水加热到55～70℃并搅拌，30％的H2O2溶液的用量与废水的体积比0.2～1ml∶100ml，缓慢滴加到废水溶液中，继续加热搅拌10～20min；(4)过滤分离。
全文摘要
一种多相催化氧化处理污水方法，用于含酚污水和焦化废水中降解有机污染物。该方法催化剂与污水的用量比为1～2％，过氧化氢与污水的用量比为0.2～1.0％，废水处理温度55～70℃。该方法操作简便，催化剂以铁Fe为基本活性组分，锌Zn、铜Cu、钴Co或锰Mn中的一种为辅助活性组分。经处理CODcr值5744mg/L的苯酚模拟废水，处理后CODcr值降至64mg/L，去除率98.8％；处理CODcr值2870mg/L的苯酚模拟废水，处理后CODcr值降至＜20mg/L，去除率99.3％；处理焦化废水CODcr值可由1000mg/L降至30mg/L以下，远远低于国家排放标准，去除率达97％。
文档编号C02F1/72GK1693225SQ20051001157
公开日2005年11月9日 申请日期2005年4月15日 优先权日2005年4月15日
发明者许韵华, 杨玉国, 程志明, 王永生 申请人:北京交通大学