[发明专利]连续空气氧化法处理高浓度混合有机废水的方法

说明书

技术领域

本发明提供一种能够连续处理COD高达25万mg/L的高浓度混合有机废水的方法，是一种湿式催化氧化法处理极高浓度有机废水的方法。 

背景技术

工业的迅速发展促进了我国国民经济的快速增长,但同时产生的环境污染已成为影响我国经济发展的一个制约因素, 高浓度、有毒、有害、难生物处理的有机工业废水依然是造成环境污染的主要来源之一。催化湿式氧化(CWAO )法在WAO 基础上，通过加入适当的催化剂提高有机物的氧化速率，降低反应温度及压力，从而可降低操作费用和设备投资，在国外已经有很多应用于工业废水处理的催化剂和工艺，而在我国催化湿式氧化还处于实验室研究阶段。 

目前CWAO研究开发较多是催化剂研究，每年在欧洲和日本都有大量新型催化剂专利发表，催化剂包括贵金属催化剂和非贵金属催化剂。非贵金属催化剂的优点是价格便宜，但催化活性相对较低，且非贵金属催化剂的活性组分溶出量较大，影响催化剂的稳定性。贵金属催化剂活性高且稳定性较好，但由于大部分催化剂中贵金属的负载量较高从而增加了其工业成本。A twater等[Chem osphe re, 1997, 34 (1) : 203～212]用Pt质量分数为1.5%的Pt /活性炭催化剂CWAO法处理含酚废水，几乎能将微量酚完全氧化成无机物。Pintar等[Appl. Catal. B. 2001. 30 (1～2) : 123～139 ]在序批式淤浆反应器中分别用Ru/ZrO₂和Ru/TiO₂ 催化剂CWAO法处理牛皮纸生产中的酸性和碱性纸浆废水,酸性废水TOC为665 mg/L，碱性废水TOC为1380 mg/L，在反应温度190℃、反应压力5.5 M Pa的条件下，8 h后两种废水的TOC去除率均高于90% ，Ti和Zr的溶出浓度均低于仪器的检测限。B arbie r等[React. Kinet. Catal. Lett., 2006, 87(2) : 269～279]在研究CWAO 法处理乙酸配水中，将质量分数为1% ～5%的Ru通过离子交换或浸渍法负载在CeO₂、TiO₂或ZrO₂上, 发现Ru /CeO₂的催化效果最好。O livie ro等[Appl. Catal. B. 2000. 25 (4) :267～275]将Ru /CeO₂和Ru/C催化剂进行了比较，发现Ru /CeO₂催化剂在羧酸和TOC的去除效果上都优于Ru /C催化剂。 

尽管在湿式催化氧化中贵金属活性非常高，但是大多数的研究负载量都在1-5wt.%（Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, 4007-4033），目前针对贵金属催化剂的研究重点就是降低其负载量，以便进一步降低在工业应用中才成本。且很多工业报道处理的有机废水COD仅为几千到上万mg/L，COD在10～25万mg/L以上的还未见报道。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化剂负载量低、处理效果好、反应条件温和、处理成本低、工业化应用前景广泛、可以处理高浓度混合有机废水的湿式催化氧化降解方法。 

    本发明采取的技术方案如下： 

一种连续空气氧化法处理高浓度混合有机废水的方法，其特征在于该方法采用管式连续反应装置，催化剂为Ru和Sr或Ce或La或Zr，COD为100mg/L～25万mg/L的高浓度混合有机物和空气或氧气连续进入反应器，在反应温度 100～280℃，反应总压1.0～6.0MPa，氧气或空气的流量为50～500ml/min，液体空速1～5h^-1条件下进行催化氧化，反应液经过冷凝器后收集，空气和氧气经过气液分离后可回收利用。

所述催化剂以钌的羰基络合物为前驱体而制备的高分散低负载催化剂，以Sr、Ce、La、Zr的一种为助剂，担载于载体Al₂O₃或TiO₂-Al₂O₃上其中贵金属Ru元素的重量百分含量为0.05～0.5%，其余金属重量百分含量相对于载体为1～5%。