申請(qǐng)日2013.11.29

　　公開(kāi)(公告)日2015.06.03

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F1/72; C02F101/30; C02F1/74

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種連續(xù)降解水中高濃度大分子化合物的水處理方法。該方法在管式連續(xù)反應(yīng)裝置中，氣體和液體并流進(jìn)入反應(yīng)器，以氧氣或空氣為氧化劑連續(xù)催化處理高濃度大分子有機(jī)廢水，使COD的去除率達(dá)到95～99%。本發(fā)明提高了高濃度大分子有機(jī)廢水的COD去除效率和可生化性，反應(yīng)條件較為溫和易控制，成本低廉，無(wú)二次污染，可進(jìn)一步配合普通的工業(yè)廢水處理技術(shù)，解決工業(yè)廢水中大分子有機(jī)物難生化降解的難題。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種連續(xù)降解水中高濃度大分子化合物的水處理方法，該方法采用管式連續(xù)反應(yīng)裝置，催化劑為Al2O3或TiO2-Al2O3 載體上負(fù)載Ru-Ce-Zr，COD為100mg/L～5萬(wàn)mg/L的含大分子的高濃度有機(jī)廢水和空氣或氧氣并流連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度 150～280℃，反應(yīng)壓力1.0～6.0MPa，氧氣或空氣的流量為50～500ml/min，液體體積空速1～5h-1條件下進(jìn)行催化氧化，反應(yīng)液經(jīng)過(guò)冷凝器后收集，空氣和氧氣經(jīng)過(guò)氣液分離后循環(huán)使用。

　　2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的含大分子的高濃度有機(jī)廢水中含有聚乙烯醇類(lèi)、糖類(lèi)、乳化劑以及表面活性劑有機(jī)物中的至少一種。

　　3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的含大分子的高濃度有機(jī)廢水中含有聚乙烯醇、聚乙二醇辛基苯基醚、月桂醇聚氧乙烯醚、蔗糖和葡萄糖的至少一種。

　　4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于反應(yīng)溫度為160～260℃，反應(yīng)壓力為1.0～5.0MPa，氧氣或空氣的流量為50～300ml/min。

　　5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化劑以釕的羰基絡(luò)合物為前驅(qū)體而制備的高分散低負(fù)載催化劑，添加Ce和Zr為助劑，擔(dān)載于載體Al2O3或TiO2-Al2O3上，其中貴金屬Ru元素的重量百分含量為0.1～0.5%，Zr和Ce的金屬重量百分含量相對(duì)于載體均為0.5～5%。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種連續(xù)降解水中高濃度大分子化合物的水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明提供一種能夠連續(xù)催化氧化降解廢水中高濃度大分子化合物的方法，是一種催化濕式氧化法處理高濃度有機(jī)廢水中難生化降解的大分子污染物的方法。

　　背景技術(shù)

　　化工行業(yè)如紡織、染料、合成洗滌劑、涂料等，由于生產(chǎn)需要加入大量的添加劑和助劑，這些化工原料和添加劑中大部分都含有大分子化合物，導(dǎo)致排放的廢水中含有大量的難生化降解的聚合物和大分子化合物，使得其廢水的綜合處理難度非常大。對(duì)于含此類(lèi)物質(zhì)的廢水較為常用的方法是吸附法、混凝法、膜分離法、生物法和催化氧化法以及幾種工藝結(jié)合的處理方法。

　　吸附法常用的吸附劑是活性炭、吸附樹(shù)脂等，其優(yōu)點(diǎn)是吸附速度快、穩(wěn)定性好、再生容易，主要缺點(diǎn)是預(yù)處理繁瑣，一次性投資大�；炷�法不能徹底使污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，產(chǎn)生大量的廢渣與污泥，造成二次污染。膜分離法雖然效率高、能耗小，但膜易污染，清洗困難，操作費(fèi)用高。生物法降解有機(jī)物是目前研究最多的一種方法，而且已經(jīng)被一些污水處理廠(chǎng)采。該法是利用微生物來(lái)降解有機(jī)物，而廢水中的大分子有機(jī)物對(duì)水處理過(guò)程中的微生物產(chǎn)生一定程度的抑制，這也是導(dǎo)致該法不能處理高濃度有機(jī)廢水的原因。催化濕式氧化法是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)氧化法的改進(jìn)與強(qiáng)化，常用的是均相FETON法，催化劑難分離易流失。由于非均相催化劑具有活性高、穩(wěn)定性好、易分離等優(yōu)點(diǎn)，已成為催化濕式氧化法研究開(kāi)發(fā)和實(shí)際應(yīng)用重要方向。以上幾種方法大多也僅對(duì)COD≤1000mg/L的有機(jī)廢水處理效果較好，對(duì)于高濃度的大分子化合物尤其COD上萬(wàn)的廢水氧化降解尚未見(jiàn)報(bào)道。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、處理效果好、成本低、工業(yè)化應(yīng)用前景廣泛、可以連續(xù)處理降解廢水中高濃度大分子化合物的水處理方法。

　　本發(fā)明在管式連續(xù)反應(yīng)裝置中，氣體和液體并流進(jìn)入反應(yīng)器，以氧氣或空氣為氧化劑連續(xù)催化處理高濃度大分子有機(jī)廢水，使COD的去除率達(dá)到95～99%。

　　一種連續(xù)降解水中高濃度大分子化合物的水處理方法，該方法采用管式連續(xù)反應(yīng)裝置，催化劑為Al2O3或TiO2-Al2O3 載體上負(fù)載Ru-Ce-Zr，COD為100mg/L～5萬(wàn)mg/L的含大分子的高濃度有機(jī)廢水和空氣或氧氣并流連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度 150～280℃，反應(yīng)壓力1.0～6.0MPa，氧氣或空氣的流量為50～500ml/min，液體體積空速1～5h-1條件下進(jìn)行催化氧化，反應(yīng)液經(jīng)過(guò)冷凝器后收集，空氣和氧氣經(jīng)過(guò)氣液分離后循環(huán)使用。

　　本發(fā)明所述的含大分子的高濃度有機(jī)廢水中含有聚乙烯醇類(lèi)、糖類(lèi)、乳化劑以及表面活性劑有機(jī)物中的至少一種。

　　本發(fā)明所述的含大分子的高濃度有機(jī)廢水中具體含有聚乙烯醇、聚乙二醇辛基苯基醚、月桂醇聚氧乙烯醚、蔗糖和葡萄糖的至少一種。

　　本發(fā)明優(yōu)選的反應(yīng)溫度為160～260℃，優(yōu)選反應(yīng)壓力為1.0～5.0MPa，優(yōu)選的氧氣或空氣的流量為50～300ml/min。

　　本發(fā)明所述的催化劑以釕的羰基絡(luò)合物為前驅(qū)體而制備的高分散低負(fù)載催化劑，添加Ce和Zr為助劑，擔(dān)載于載體Al2O3或TiO2-Al2O3上，其中貴金屬Ru元素的重量百分含量為0.1～0.5%，Zr和Ce的金屬重量百分含量相對(duì)于載體均為0.5～5%。

　　本發(fā)明所述的催化劑采用二次浸漬法：先將載體Al2O3或TiO2-Al2O3浸漬于Ce和Zr的硝酸鹽溶液中，經(jīng)干燥、焙燒得到負(fù)載Ce或Zr的載體，再將Ru的絡(luò)合物溶于有機(jī)溶劑中，浸漬于上述制備好的含Ce或Zr的載體上，經(jīng)過(guò)干燥、焙燒、活化得到所述催化劑。

　　本發(fā)明所述的催化劑是以釕的絡(luò)合物為前驅(qū)體制備的，所以在N2氣氛下活化后，使得Ru在載體表面以RuO或Ru0同時(shí)存在，增加了活性金屬的分散度。

　　本發(fā)明能夠催化氧化降解水中COD高達(dá)5萬(wàn)mg/L的大分子有機(jī)物，使得COD的去除率達(dá)到95～99%，提高了廢水的可生化性。

　　本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　金屬負(fù)載量低，采用管式連續(xù)反應(yīng)裝置處理高濃度有機(jī)廢水效率高，從而降低了工業(yè)水處理中的成本。

　　處理效率高。本發(fā)明的方法在較溫和的條件下能使COD高達(dá)5萬(wàn)mg/L有機(jī)廢水中的大分子化合物大幅度降低.

　　環(huán)境友好， 本發(fā)明所述的反應(yīng)體系簡(jiǎn)單，采用空氣或氧氣為氧化劑，催化劑可回收，重復(fù)利用，不會(huì)造成二次污染。

　　適用范圍廣，工業(yè)應(yīng)用前景大。本發(fā)明可適用于處理多種含大分子難降解有機(jī)物，提高廢水的可生化性，適用于成分較為復(fù)雜的工業(yè)廢水處理。