[发明专利]一种利用合成氨煤气化渣处理含酚废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术和煤化工灰渣综合利用领域，具体是涉及一种利用合成氨煤气化渣作为非均相芬顿催化剂处理含酚废水的方法。

背景技术

酚类化合物是重要的化工原料或中间体,在工业生产中广泛应用,其排放的含酚废水具有来源广、水量大、危害严重等特点，在我国水污染控制中将其列为重点解决的有害废水之一。经过多年的研究和实验，一些比较实用的处理技术如萃取、吸附、氧化、生化等已经在实际的含酚废水处理中得到应用，而其中的芬顿氧化技术是更受人们的青睐。因为利用亚铁盐催化双氧水产生高活性羟基自由基降解废水中的有机物，处理过程快速高效、无需复杂的设备、操作过程简单且容易控制。但传统的芬顿氧化技术在实际的应用中仍能存在一些不足之处，其中最明显的一点是铁离子的利用效率低，整个处理过程需要加入大量的亚铁盐，而后续通过调碱产生的铁泥处理难度大，容易造成二次污染。

为了解决这个问题，国内外学者有把许多的注意力放在非均相芬顿催化剂的制备上，即通过一些物理、化学方法将一些催化能力强的铁、铜等过渡金属固定在不同的载体上，比较常见的载体有活性炭、分子筛、三氧化二铝、粘土等，然而在使用过程中，这类非均相芬顿催化剂负载的过度金属容易流失、重复使用效果并不理想。为了获得更好的回收和重复使用效果，科研人员有尝试制备一些具有磁性的非均相芬顿催化剂。如中国发明专利(公开号CN103331181A)公开了“一种具有磁性的核壳式类Fenton催化剂及其制备方法和应用”，此发明的优点是易回收、可重复使用、能有效处理含酚废水，但其制备过程复杂、制备过程不易控制。以上所述的非均相芬顿催化剂的实际应用中都存在着催化剂制备陈本高，推广使用难度大等缺点。

合成氨是重要的煤化工产品，合成氨的生产直接影响着我国农业以及国民经济的发展。在我国76％的合成氨生产以煤为原料，年消耗无烟煤超过4200万吨，约占国内无烟煤产量的22％。以煤为原料生产合成氨，每生产1t合成氨约产生500kg煤气化渣，全国每年产生煤气化渣在1500万t以上。合成氨气化渣主要产生于以煤为原料制H₂和CO过程中未被利用或者未被转化一部分原料煤，其炭的含量由于制气的工艺不同一般在20-60％之间，其余的组成为煤炭中的灰分，如SiO₂、AL₂O₃、CaO、MgO、TiO₂和Fe₂O₃等。煤气化渣的综合利用已成为合成氨生产过程中不可回避的一项难题，目前对合成氨煤气化渣再利用方式通常是直接用于混泥土切块的生产，对其用作非均相芬顿催化剂用于废水处理领域尚无先例可查。

发明内容

为了克服现有非均相芬顿催化剂在实际应用上的不足，以及充分发掘合成氨煤气化渣的综合利用的潜力，本发明提供了一种利用合成氨煤气化渣作为非均相芬顿催化剂处理含酚废水的方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种利用合成氨煤气化渣处理含酚废水的方法，包括以下步骤：

(1)将收集的合成氨煤气化渣筛分后用质量百分含量为1％～5％的NaOH溶液浸渍处理；

(2)将浸渍处理后的合成氨煤气化渣再用清水洗至滤出液的pH值不再变化，然后再高温烘干备用；

(3)将处理好的合成氨煤气化渣作为非均相芬顿催化剂处理含酚废水。

步骤(1)中所述的合成氨煤气化渣通过100～200目分样筛筛分。所述浸渍处理的条件为：合成氨煤气化渣在15～35℃条件下进行NaOH溶液浸渍1～2h，搅拌速率控制在100～150rpm。

步骤(2)中所述烘干的温度控制在80～105℃，烘干后的合成氨煤气化渣的含水率不大于10％，一般情况下，烘干至含水率不大于10％，所需的烘干时间为2～6h。

步骤(3)中所述的含酚废水包括焦化废水、炼油废水、石油化工废水、染料废水、制药废水以及生产苯酚和酚醛树脂的化工废水。

步骤(3)中使用合成氨煤气化渣作为非均相芬顿催化剂处理含酚废水的反应条件为：合成氨煤气化渣的剂量控制在5～15g/L；双氧水的溶度控制在100～8000mg/L；反应所需时间控制在90～180min；反应温度控制在20～40℃；搅拌速率为120～150rpm。