[发明专利]一种有机过氧化物催化氧化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种有机过氧化物催化氧化的催化剂及其制备方法和其用于处理含过氧化物废水的方法。所述催化剂的载体为粉煤灰、混凝沉淀物和厌氧颗粒污泥的混合物，优选经过超声和紫外线改性的粉煤灰、混凝沉淀物、厌氧颗粒污泥的混合物，所述活性组分包括以氧化物形态存在的铁、钌和锰。所述粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，混凝沉淀物和厌氧颗粒污泥来源于废水处理的副产。所述催化剂对含有机过氧化物的废水处理效果佳，可有效降低废水中过氧化物浓度和COD(化学需氧量)值，并提高废水的生化性。

技术领域

本发明涉及化学工程与环境工程废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种催化氧化过氧化物的催化剂，催化剂的制备方法及含过氧化物废水的处理方法。例如，用于处理生产环氧丙烷/苯乙烯过程中产生的含过氧化物废水。

背景技术

环氧丙烷法是制备环氧丙烷和苯乙烯单体的非常重要的一种方法。描述这种方法的基本专利是US3351635。该方法的基本流程是在过氧化阶段，空气作为氧化剂将乙苯氧化为乙苯过氧化物，该过氧化物在环氧化阶段与丙烯反应生成环氧丙烷和苯乙醇，然后，苯乙醇脱水生成苯乙烯。

在该工艺的实施过程中会产生大量的废水，其中，乙苯回收塔侧线产水不仅含有大量的酸性物质，还含有大量的过氧化物。由于该废水中含有大量的有机物，并且过氧化物的存在致使该废水生化性较差。为降低废水中有机物的含量，常采用汽提的方式进行预处理，然而有机过氧化物为极不稳定的化合物,在比较低的温度下就可能分解。分解过程中放出大量的热,使温度升高,加速分解,直至发生剧烈反应而爆炸，安全风险较大。传统的处理方法是用硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠等还原剂,过氧化氢分解酶等对过氧化物进行分解,这些方法都存在分解速度慢，处理成本高，难以达到较低产水浓度的问题。

发明专利US5993673公开了一种催化分解过氧化物的方法，其采用固体铁促进的氧化铝作为催化剂处理含过氧化物废水，其采用低浓度的双氧水作为过氧化体系，而实际该废水过氧化物主要含有乙苯过氧化物EBHP，并且其浓度可达2.5wt％。

载体的选择直接影响催化氧化的处理效率，但目前很少报道用于有机过氧化物分解的载体及催化剂的相关工艺。

现有技术的不足，导致需要开发一种高处理效率以及不产生二次污染的新的促进过氧化物催化分解的处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机过氧化物催化氧化的催化剂，该催化剂对过氧化物处理效果稳定，载体所用原料为电厂和水厂副产废物，催化剂活性组成为过渡金属氧化物，廉价易得。

本发明的另一个目的在于提供所述催化剂的制备方法，操作方法简单，可实现工业化应用。

本发明的再一个目的在于提供所述催化剂用于处理含过氧化物废水的方法。所述处理方法简单易行，处理效率高，能对含过氧化物废水进行有效处理，可有效降低废水中过氧化物浓度和COD(化学需氧量)值，并提高废水的生化性。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种有机过氧化物催化氧化催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分，所述载体包括质量比为1:1:1～1:1:5的粉煤灰、混凝沉淀物和厌氧颗粒污泥；所述活性组分包括以氧化物形态存在的铁、钌和锰。

优选地，以所述载体的重量为基准计，所述催化剂的活性组分包括：

铁2.0～10.0wt％，优选3.0～6.0wt％；

钌1.0～5.5wt％，优选2.0～5.0wt％；

锰1.0～3.5wt％，优选1.5～3.0wt％。