[发明专利]固体催化Fenton水处理技术

说明书

技术领域

本发明涉及固体催化Fenton法水处理技术，具有强的氧化能力，适合处理各种浓度有机废水。

背景技术

H₂O₂与催化剂Fe²⁺构成的氧化体系通常称为Fenton试剂，Fenton试剂所产生的HO·自由基标准电极电势仅低于F₂，远远高于常规氧化剂，具有极强的氧化能力，氧化速度快。在短时间内对大部分有机物都能彻底氧化，处理效率高，选择范围小，使用范围广，并且Fenton法反应条件温和，通常对温度和压力没有要求。

但是，Fenton氧化技术必须保证足量二价铁盐，二价铁作为催化剂可催化H₂O₂转化为HO·自由基，自身氧化为Fe³⁺。虽然在链式反应中Fe³⁺又转化为Fe²⁺，而不消耗，但为了保证自由基产生速率高，需要维持较高浓度的Fe²⁺，一般对废水投加50g/L，至100g/L以上的Fe²⁺。Fenton试剂需在酸性条件下进行，一般在pH＝2～4，处理废水往往需要大量酸调节pH，处理后废水显酸性，需要加碱回调，造成处理成本增加。Fenton技术降解众多难生物降解有机污染物质时，往往会产生有机中间体，影响处理效果，要达到排放标准需加大H₂O₂投加量或增加后续处理工艺。Fenton试剂法由于经济性能不够理想，因而限制了该技术的应用推广。

发明内容

本发明为了充分发挥Fenton法的技术优势，克服经济性能不好的缺陷，降低Fe²⁺、H₂O₂的投加量，解决H₂O₂利用率不高，因而针对性的发明一种新型固体催化剂，该催化剂将具有催化功能的Fe²⁺、Mn⁴⁺负载固定于廉价的多孔介质载体上形成过滤型工艺。本发明的固体催化Fenton水处理技术，包括如下内容：

a.固体非均相催化剂的制备方法：

称取一定粒径的多孔介质材料(如炉渣、焦炭、活性炭等)作为催化剂载体，用酸、碱浸泡，去除有害成份，保留有效成份，再用水洗至中性，烘干。将处理后的炉渣置于浓度10％的Fe₂SO₄溶液+水合MnO₂悬浊液浸泡24h，分离出残液，烘干并视载体材质不同而并加热至300～680℃，保温2h，自然冷却，密封保存。

b.固体催化Fenton氧化应用方法：

将制备好的固体催化剂装柱，保持厚度为1200～2000mm，控制废水pH为6～8之间，废水中投加H₂O₂，投加量控制为H₂O₂/CODcr的摩尔比为08～1.2之间，待处理水与H₂O₂充分混合，以3～5m/h流速通入催化氧化反应柱，停留时间为15～40min后出水。

附图说明

附图1以某油漆厂生产废水为进水的固体催化Fenton水处理技术的工艺流程

附图2以某颜料厂生产废水为进水的固体催化Fenton水处理技术的工艺流程

附图3以某石化厂生产废水为进水的固体催化Fenton水处理技术的工艺流程

具体实施方式

由于固体催化Fenton水处理技术属于高级氧化技术，能产生具有极强氧化能力的HO·自由基，该技术适合处理各类有机工业废水。

实施例1 采用炉渣为催化剂载体的Fenton水处理技术处理油漆生产废水和助剂厂生产废水炉渣非均相催化剂的制备实例：

选用粒径为1.2mm～2.5mm的炉渣，用酸、碱浸泡清洗，去除有害成份，保留有效成份，再用水洗至中性，烘干。将处理后的炉渣置于浓度10％的FeSO₄溶液+水合MnO₂悬浊液浸泡24h，分离出残液，烘干并加热至680℃，保温2h，自然冷却，密封保存。