公布日：2022.02.25
申請(qǐng)日：2021.12.03
分類號(hào)：C02F1/72(2006.01)I;B01J27/132(2006.01)I;B01J27/125(2006.01)I;B01J27/128(2006.01)I;B01J27/138(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
一種新型催化氧化去除氨氮的方法，涉及氨氮廢水處理領(lǐng)域，包括以下步驟：將摻雜金屬氟氧化鋁(AlFxO(3‑x)/2)裝填在固定床反應(yīng)器中或者懸浮于廢水溶液中，將氧化劑與待處理廢水混合均勻后，勻速通過(guò)固定床反應(yīng)器或者直接攪拌催化氧化處理氨氮廢水，在金屬氟氧化物(AlFxO(3‑x)/2)的催化下，氧化劑將廢水中的氨氮氧化為氮?dú)�，由于采用的性能更加�?yōu)良的氟氧化鋁基催化劑催化，不需要使用臭氧，采用常規(guī)的雙氧水、次氯酸鈉、空氣即可，氧化分解氨氮的時(shí)間大幅度縮短，只需20S左右的接觸時(shí)間即可達(dá)到NH4+‑N轉(zhuǎn)化率達(dá)到60％以上，而且氨氮分解產(chǎn)物中幾乎沒(méi)有NO3‑。
權(quán)利要求書
1.一種摻雜金屬氟氧化鋁(AlFxO(3-x)/2)作為催化劑催化氧化處理中低濃度氨氮廢水工藝，包括以下步驟：將摻雜金屬氟氧化鋁(AlFxO(3-x)/2)裝填在固定床反應(yīng)器中或者懸浮于廢水溶液中，將氧化劑與待處理廢水混合均勻后，勻速通過(guò)固定床反應(yīng)器或者直接攪拌催化氧化處理氨氮廢水，在金屬氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)的催化下，氧化劑將廢水中的氨氮氧化為氮?dú)狻?/p>
2.如權(quán)利要求1所述所述處理中低濃度氨氮廢水工藝，所述摻雜金屬氟氧化鋁(AlFxO(3-x)/2)中x為0.1~3.0，所述金屬為鉻、鋅、鑭、鐵、釩、鋯、鎳、銅、鈷，所述金屬摻雜重量比例為0.1％~15％，優(yōu)選2.0％~10％。
3.如權(quán)利要求1所述所述處理中低濃度氨氮廢水工藝，所述摻雜金屬的量為5％。
4.如權(quán)利要求3所述所述處理中低濃度氨氮廢水工藝，所述摻雜過(guò)渡金屬之后加入硅助劑，所述硅助劑為硅酸四乙酯、硅酸鈉，硅助劑的加入量為0.1％~30％。
5.如權(quán)利要求4所述所述處理中低濃度氨氮廢水工藝，所述硅助劑的加入量為10％。
6.如權(quán)利要求1~5任一所述處理中低濃度氨氮廢水工藝，所述中低濃度的濃度為氨氮濃度低于500ppm。
7.如權(quán)利要求1所述所述處理中低濃度氨氮廢水工藝，所述氧化劑選自雙氧水、次氯酸鈉或氧氣。
8.如權(quán)利要求1所述所述處理中低濃度氨氮廢水工藝，所述金屬氟氧化物催化氧化處理中低濃度氨氮廢水工藝條件為：將金屬氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)固定在直徑1英寸、長(zhǎng)度60cm的固定床反應(yīng)器中，溫度80℃，將中低濃度的氨氮廢水和雙氧水一起通過(guò)固定床反應(yīng)器催化氧化，氨氮廢水流速為100ml/min。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的提供克服上述缺陷的金屬氟化物催化氧化處理中低濃度氨氮廢水處理工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種摻雜金屬氟氧化鋁(AlFxO(3-x)/2)作為催化劑催化氧化處理中低濃度氨氮廢水工藝，包括以下步驟：將摻雜金屬氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)裝填在固定床反應(yīng)器中或者懸浮于廢水溶液中，將氧化劑與待處理廢水混合均勻后，勻速通過(guò)固定床反應(yīng)器或者直接攪拌催化氧化處理氨氮廢水，在金屬氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)的催化下，氧化劑將廢水中的氨氮氧化為氮?dú)猓琋H4+-N轉(zhuǎn)化率達(dá)到60％以上，且處理后的廢水中幾乎沒(méi)有NO3-。本發(fā)明由于部分氟原子替代了氧原子，增強(qiáng)了鋁離子的路易斯酸性，但是氟氧化鋁的催化活性還是不夠強(qiáng)，為了增強(qiáng)其催化性能，在氟氧化鋁中摻雜鉻、鋅、鑭、鐵、釩、鋯、鎳、銅、鈷等過(guò)渡金屬元素對(duì)其路易斯酸性進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)通過(guò)加入硅助劑提升催化劑比表面積，增強(qiáng)催化劑的催化性能。金屬摻雜方式采用吸附法或者共沉淀法均可。所述摻雜金屬氟氧化鋁(AlFxO(3-x)/2)中x為0.1~3.0，所述金屬為鉻、鋅、鑭、鐵、釩、鋯、鎳、銅、鈷等，摻雜重量比例約為0.1％~約15％，優(yōu)選約2.0％~約10％，更優(yōu)選約5％。在一些實(shí)施例中，摻雜過(guò)渡金屬之后加入硅助劑，所述硅助劑為硅酸四乙酯、硅酸鈉等，加入量0.1％~30％，優(yōu)選10％。在一些實(shí)施例中，所述中低濃度的濃度為氨氮濃度低于500ppm。在一些實(shí)施例中，所述氧化劑可選自雙氧水、次氯酸鈉或氧氣等。在一些實(shí)施例中，所述鉻氟氧化物摻雜過(guò)度金屬，如鋅、鐵、銅、鎂等，摻雜重量比例約為0.1％~約15％，優(yōu)選約2.0％~約10％，更優(yōu)選約5％。在一些實(shí)施例中，所述摻雜金屬氟氧化物催化氧化處理中低濃度氨氮廢水工藝條件為：將金屬氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)固定在直徑1英寸、長(zhǎng)度60cm的固定床反應(yīng)器中，溫度80℃，將中低濃度的氨氮廢水和雙氧水一起通過(guò)固定床反應(yīng)器催化氧化，氨氮廢水流速為100ml/min，NH4+-N轉(zhuǎn)化率達(dá)到87％，且處理后的廢水中沒(méi)有NO3-。本發(fā)明氨氮去除效率高、流程簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染，與常規(guī)的氧化鋁(Al2O3)做催化劑催化臭氧氧化工藝不同，本發(fā)明由于采用的性能更加優(yōu)良的氟氧化鋁基催化劑催化，不需要使用臭氧，采用常規(guī)的雙氧水、次氯酸鈉、空氣即可，氧化分解氨氮的時(shí)間大幅度縮短，只需20S左右的接觸時(shí)間即可達(dá)到NH4+-N轉(zhuǎn)化率達(dá)到60％以上，而且氨氮分解產(chǎn)物中幾乎沒(méi)有NO3-。
（發(fā)明人：王剛;趙潤(rùn)民;李爭(zhēng)光;顧瓊瑤;梁亞娟;候彭;張振華）
