申請(qǐng)日2015.09.16

　　公開(kāi)(公告)日2017.03.29

　　IPC分類號(hào)B01J27/128; C02F3/28; C02F101/38

　　摘要

　　用于苯胺、硝基苯生化廢水的FeCl2-Cu/碳布電化學(xué)水解催化劑制備方法及生化廢水后處理。將FeCl2粉末經(jīng)攪拌水浴溶解，加入碳布和的NaCO3粉末，攪拌后，抽濾洗滌，以Ba(NO3)2溶液判定洗滌終點(diǎn)，烘焙，升溫固化，加入Cu碎刨花，混合均勻得到催化劑，填裝于催化水解反應(yīng)池，連接生化池。通過(guò)利用該催化劑高電化學(xué)催化效果，水解苯胺、硝基苯生化廢水中殘留的發(fā)色基團(tuán)，本發(fā)明制備的FeCl2-Cu/碳布電化學(xué)水解催化劑，引入了新型碳布為負(fù)載基體，較大的提高了催化劑的比表面積，進(jìn)而提升了FeCl2-Cu體系的活性和電解效率，且制備方法簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)且碳布可重復(fù)使用，綠色環(huán)保，處理方法簡(jiǎn)便，使用壽命長(zhǎng)，不帶入二次污染，處理效果明顯優(yōu)于現(xiàn)有的常用處理方法。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種用于苯胺硝基苯廢水后處理FeCl2-Cu/碳布電解催化劑的制備方法，其特征是包括催化劑制備和處理方法，催化劑制備方法：將1000-5000g的FeCl2粉末經(jīng)攪拌水浴溶解，待FeCl2粉末完全溶解后，加入5000-12000g碳布和200-2000g的NaCO3粉末，攪拌3-8小時(shí)后，抽濾洗滌，以Ba(NO3)2溶液判定洗滌終點(diǎn)，當(dāng)不產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，在50-200℃下烘焙，待完全烘干后，升溫至100-400℃固化2-6小時(shí)，最后加入500-3000gCu碎刨花，混合均勻，制得催化劑;處理方法為：購(gòu)置常規(guī)10L催化水解反應(yīng)池并連接到生化池，將Fe-Cu/碳布電化學(xué)水解催化劑填裝水解池，填加量為100-3000g,打開(kāi)閥門(mén)注入苯胺和硝基苯生化處理廢水,進(jìn)水速為每1-30L停留5-40小時(shí)。

　　2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是催化劑制備方法：將3000克FeCl2粉末置于30L蒸餾水中，攪拌水浴溶解，待FeSO4粉末完全溶解后，加入8000g擠條活性炭，再加入1000gNaCO3粉末，攪拌6小時(shí)，將物料抽濾洗滌，以Ba(NO3)2溶液判定洗滌終點(diǎn)，當(dāng)不產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，取出物料于105℃下烘焙10小時(shí)，待完全烘干后，升高溫度至270℃固化4小時(shí)，最后加入2000gCu碎刨花，混合均勻，即制得催化劑。

　　3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是催化劑處理方法為：購(gòu)置常規(guī)10L催化水解反應(yīng)池，連接到生化處理后排放水池，將FeCl2-Cu/碳布電化學(xué)水解催化劑填裝水解池，填加量為1000g，打開(kāi)閥門(mén)注入苯胺和硝基苯生化處理廢水,進(jìn)水速為每10L停留10小時(shí)。

　　說(shuō)明書(shū)

　　用于苯胺硝基苯廢水后處理FeCl2-Cu/碳布電解催化劑的制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于環(huán)境水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及制備通過(guò)FeCl2-Cu/碳布電化學(xué)水解催化劑，應(yīng)用后使生化處理后色度和COD不達(dá)標(biāo)的苯胺硝基苯生化廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　背景技術(shù)

　　目前處理苯胺、硝基苯工業(yè)廢水的方法主要有物理法、化學(xué)氧化法、生化法。用物理、化學(xué)方法處理含苯胺、硝基苯廢水常常會(huì)遇到二次污染或處理成本高等問(wèn)題。另外還有γ-輻照處理法、超聲波處理法、超臨界水氧化法等，為廢水的處理提供了更大的空間，但在實(shí)際處理中還未大規(guī)模使用。

　　該類廢水的處理研究開(kāi)始向低能耗、不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染的處理方法或工藝的方向發(fā)展。南京化學(xué)工業(yè)有限公司苯化工部采用臺(tái)灣長(zhǎng)榮環(huán)保股份有限公司提供的臺(tái)灣專利的HSB菌種進(jìn)行生化處理，是采用HSB(High Soution Bacteria)技術(shù)發(fā)展的一種對(duì)苯胺和硝基苯類處理有效的方法，但存在生化處理后排放水色度、COD高于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，且難以降解。

　　關(guān)于此類廢水的后處理報(bào)道較少。同濟(jì)大學(xué)、鎮(zhèn)江市水業(yè)總公司專利，申請(qǐng)專利號(hào)CN200910197532.8介紹：一種用于難降解工業(yè)廢水處理的催化鐵內(nèi)電解與懸浮填料生物膜一體化處理工業(yè)廢水的方法，包括以下步驟：第一步，制備催化鐵內(nèi)電解濾料;第二步，設(shè)置常規(guī)的生物反應(yīng)池，生物反應(yīng)池內(nèi)投加懸浮填料;第三步，將催化鐵內(nèi)電解濾料放置于生物反應(yīng)池內(nèi)曝氣系統(tǒng)的上方的適當(dāng)位置，催化鐵內(nèi)電解濾料裝置在水流垂直方向放置;第四步，污水進(jìn)入上述放置了催化鐵內(nèi)電解濾料和懸浮填料的生物反應(yīng)池內(nèi)處理;第五步，將來(lái)自于生物反應(yīng)池的混合液進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離分別排放。本發(fā)明能夠?qū)⒋呋�鐵內(nèi)電解技術(shù)與生物法有機(jī)耦合處理難生物降解工業(yè)廢水、可減少毒性污染物對(duì)微生物的毒害作用、提高廢水的可生化性、增強(qiáng)生化處理效果。

　　北京大學(xué)專利，申請(qǐng)專利號(hào)CN200810113140.4介紹：本發(fā)明主要通過(guò)固定化微生物-厭氧生物濾池(I-AF)和固定化微生物-曝氣生物濾池(I-BAF)處理;其中：廢水經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池均質(zhì)后，投加聚合鐵或聚合鋁混凝反應(yīng)，進(jìn)入沉淀池去除廢水中懸浮物(SS);該出水進(jìn)入三級(jí)I-AF反應(yīng)器和四級(jí)I-BAF反應(yīng)器進(jìn)一步處理后，達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是生物處理采用了固定化微生物技術(shù)，提高了微生物的抗毒性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高濃度硝基苯、苯胺等有毒有害物質(zhì)的高效生物去除，降低了處理成本，實(shí)現(xiàn)了廢水達(dá)標(biāo)排放，但該固化微生物技術(shù)條件較為苛刻，費(fèi)用較高，難形成大規(guī)模應(yīng)用。

　　上述專利對(duì)硝基苯、苯胺廢水具有一定的處理效果。但作為前處理，對(duì)于高濃度入水的處理效果一般，并不能有效減輕生物處理的壓力，尤其不能保證排放水色度、COD的達(dá)標(biāo)，而本發(fā)明催化劑應(yīng)用于生化水后處理，采用了新型碳布取代傳統(tǒng)活性碳為載體，提高了FeCl2-Cu體系的利用率和電解效率，碳布價(jià)廉可重復(fù)利用，有效解決了上述發(fā)明存在的不足。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明針對(duì)目前苯胺、硝基苯廢水生化后處理弊端，研發(fā)了一種經(jīng)濟(jì)、有效FeCl2-Cu/碳布電化學(xué)水解催化劑。

　　本發(fā)明技術(shù)方案如下：苯胺、硝基苯生化廢水后處理催化劑制備及應(yīng)用特征包含催化劑制備方法和處理方法。

　　催化劑制備：苯胺、硝基苯生化廢水后處理的FeCl2-Cu/碳布電化學(xué)水解催化劑制備方法是：將1000-5000g的FeCl2粉末經(jīng)攪拌水浴溶解，待FeCl2粉末完全溶解后，加入2000-8000g新型碳布和200-2000g的NaCO3粉末，攪拌3-8小時(shí)后，抽濾洗滌，以Ba(NO3)2溶液判定洗滌終點(diǎn)，當(dāng)不產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，在50-200℃下烘焙，待完全烘干后，升溫至100-400℃固化2-6小時(shí)，最后加入500-3000gCu碎刨花，混合均勻，即制得催化劑。

　　FeCl2/C-Cu電化學(xué)水解催化劑制備的優(yōu)選技術(shù)方案是：將3000克FeCl2粉末置于30L蒸餾水中，攪拌水浴溶解，待FeCl2粉末完全溶解后，加入4000g新型碳布，再加入1000gNaCO3粉末，攪拌6小時(shí)，將物料抽濾洗滌，以Ba(NO3)2溶液判定洗滌終點(diǎn)，當(dāng)不產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，取出物料于105℃下烘焙10小時(shí)，待完全烘干后，升高溫度至270℃固化4小時(shí)，最后加入2000gCu碎刨花，混合均勻待用。

　　處理方案為：購(gòu)置常規(guī)10L催化水解反應(yīng)池并連接到生化池，F(xiàn)eCl2-Cu/碳布電解催化劑填裝水解池，填加量為100-3000g,打開(kāi)閥門(mén)注入苯胺和硝基苯生化處理廢水,進(jìn)水速為每1-30L停留5-40小時(shí)。

　　優(yōu)選處理技術(shù)方案為：購(gòu)置常規(guī)10L催化水解反應(yīng)池，連接到生化處理后排放水池，F(xiàn)eCl2/C-Cu電化學(xué)水解催化劑填裝水解池，填加量為1000g。打開(kāi)閥門(mén)注入苯胺和硝基苯生化處理廢水,進(jìn)水速為每10L停留10小時(shí)。

　　本發(fā)明制備了一種FeCl2-Cu/碳布電化學(xué)水解催化劑，該催化劑具有高活性表面和搞電化學(xué)催化效率，能有效水解苯胺、硝基苯生化廢水中殘留的偶氮類發(fā)色基團(tuán)，該催化劑經(jīng)過(guò)多次測(cè)流實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)后處理排放誰(shuí)的COD、色度均達(dá)到并優(yōu)于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。該FeCl2-Cu/碳布電化學(xué)水解催化劑制備簡(jiǎn)單，相比傳統(tǒng)載體負(fù)載催化劑，該方法創(chuàng)新引入了新型碳布為負(fù)載基體，且FeCl2是一種良好的絮凝劑，能較好的再碳布表面負(fù)載，從而高了催化劑的比表面積，提升了FeCl2-Cu體系的活性和電解效率，本制備方法簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)碳布可重復(fù)使用，綠色環(huán)保未帶入二次污染，處理效果明顯優(yōu)于現(xiàn)有的處理方法，值得推廣。