难降解有机废水的催化湿式氧化催化剂
有机废水的处理方法包括物理法、化学法、生物法、臭氧或双氧水氧化、光化学催 化氧化和膜分离法。高浓度难降解有机废水包括垃圾渗滤液、造纸黑液、印染废水、含硫废 水、含氰废水、制药废水等,这类废水的特点之一是污染物浓度高,其C0D&值高达几万、几 十万甚至上百万mg/L,特点之二是含有染料、硫、氰等有毒物质。高浓度难降解有机废水,以 物化法处理,工艺复杂且难于使各污染因素达标排放;以生化法处理,微生物在高污染物及 有毒水体中生长受到抑制,故流程复杂且废水难于达标排放;以臭氧或双氧水氧化、光化学 催化氧化法处理,成本高且难于使废水达标排放;以膜分离法处理,可使废水达标排放但处 理成本过高。可见,高浓度难降解有机废水是一种难处理的高浓度污水,至今还没有一种十 分成熟的既能保证出水达标又经济可行的处理方法。非均相CWAO催化剂组分有三种类型:贵金属、过渡金属和稀土金属。其中贵金属 催化剂(Pt, Ru和Pd等)价格比较昂贵,但它们的催化活性和稳定性远高于过渡金属氧化 物,尤其在难降解有机化合物的氧化降解过程中此类催化剂往往表现出优异的催化活性; 过渡金属氧化物主要有CuOXo3O4和NiO等,此类催化剂成本低廉,但存在选择性较差,在苛 刻的CWAO反应条件下活性组分的流失易导致催化剂失活等缺点;稀土金属本身无催化性 能,但因为其特殊的理化性能,其添加可以增强催化剂的稳定性及活性,故稀土金属广泛应 用于催化助剂。目前国内研宄者主要以贵金属、稀土金属和过渡金属中的一种或两种作为 催化剂组分。
本发明目的在于克服现有技术存在的问题,提供一种针对高浓度难降解有机废水 具有去除率高、不存在生物细菌中毒及二次污染、工艺流程简单的催化湿式氧化催化剂及其制备方法。技术方案如下:
(1)浸渍液的配制:将选取的组分(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)配置成浸渍液;
(2)浸渍:将浸渍液中投入预处理的载体FSC,在空气浴振荡器中浸渍8~12h,空气浴振荡器的设定温度为20~40°C,转速为100~200r/min ;
(3)烘干:在电热鼓风干燥箱中烘干;
(4)焙烧:将烘干的样品在温度为300~600°C条件下焙烧2~6h,得到成品催化剂。
催化剂的组分包括:(a) 30 份的预处理的载体 FSC ; (b) 1 ~4 份 RuCl3 • 3H20 ; (c) 2 ~6 份的 Fe (NO3) 3 • 9H20 ; (d) 2 ~6 份的 Co (NO3) 2 • 6H20 ; (e) 4 ~8 份的 Ce (NO3) 3 • 6H20 ; (f) 35 ~55 份的蒸馏水。其中组分(b)、(c)、(d)、(e)和(f)配置的浸渍液是60重量份。
相对于现有技术,本发明具有如下优点:1)本发明催化剂"Ru-Fe-Co-Ce/FSC"的催化活性明显高于现有技术催化剂 "Ru-Cu_Fe-Ce-La/Al203",在同样由贵金属、过渡金属和稀土金属组成的催化剂情况下,在 相同的操作条件下处理相同的垃圾渗滤液催化活性有显著的提高,催化剂具有活性高、稳 定性强的特性。2)本发明整个处理过程只需要一个混凝沉降池和一个高压反应釜,比起常规的物 化、生化及其他组合工艺,其工艺流程简单。3)垃圾渗滤液的CWAO反应中,在反应的起始阶段需要电加热;系统正常运行时会 释放大量的热量,系统释放的热量基本可以维持反应系统的高温状态,故反应体系节能环 保;4)在CWAO的催化剂、高温、高压的共同作用下,难降解的垃圾渗滤液组分被彻底 分解为C02、H2O或者其他有机小分子物质,避免毒性污染物对生物细菌的抑制,不会导致二 次污染。本发明可将高浓度的垃圾渗滤液处理至达到国家标准。