[发明专利]草甘膦废水处理用催化湿式氧化催化剂及合成方法、应用

说明书

本发明公开一种草甘膦废水处理用催化湿式氧化催化剂，在草甘膦母液废水处理中具有优良的作用，能够实现在常温常压下草甘膦母液废水中的COD去除率达到96％以上，氨氮去除率＞98％；同时公开上述催化湿式氧化催化剂的合成方法，其由金属铜盐和2‑羧基吡啶类配体制备而成。本发明通过使用催化湿式氧化催化剂能够对草甘膦母液废水中的甲醛、甲醇、增甘磷等有机物实现降解，高效清除草甘膦母液废水中的有机质，净化草甘膦母液废水。

技术领域

本发明属于草甘膦母液废水处理技术领域，尤其是涉及一种草甘膦废水处理用催化湿式氧化催化剂及合成方法、应用。

背景技术

草甘膦又名N-膦酰基甲基甘氨酸，化学分子式为C₃H₈NO₅P，为白色结晶体，属于氨基酸的衍生物，不溶于一般有机溶剂，是一种高效、低毒的除草剂，在世界范围内被广泛使用，草甘膦的使用对农业发展起到了较大的促进作用，但同时草甘膦在生产过程中也会带来大量的废水。一般来说，每吨IDA法草甘膦约产生5.4t(稀母液)废水，每吨甘氨酸法草甘膦约产生5.2t(稀母液)废水。草甘膦母液废水成分复杂，含有大量的甲醛、甲醇、增甘膦、甲基草甘膦等多种有机物，含此类物质的草甘膦母液废水直接排放不仅严重污染环境，而且还造成资源的浪费。草甘膦母液废水具有排放量大、毒性大、含盐量高、难降解化合物含量高、治理难度大等特点，如何有效降低草甘膦母液中的有机质含量，最大化的回收磷资源，减轻环保压力，成为草甘膦生产企业面临的关键问题。

湿式催化氧化(CWAO)技术是一种综合治理高浓度有机废水的先进环保技术，主要在一定温度、压力和催化剂的作用下，以含氧空气或氧气作为氧化剂，在氧气与废水中的污染物质充分混合接触下，废水中的有机污染物及含N、P等毒物氧化成CO₂、N₂、PO₄^3-等无害物质，达到净化废水的目的。催化剂是催化氧化技术的核心及关键所在，直接影响废水的质量。从上世纪80年代起，国内采用CWAO法处理废水的工艺已成为了热点研究，其中以过渡金属Cu为代表的均相催化剂取得的效果最为显著。例如，村上辛夫以甲醛、甲醇为反应物，证实了Cu盐具有良好的催化性能，其催化能力优于Co、Ni、Fe、Mn盐(水处理技术，1978，19(10)，901-909)。张秋波等采用均相催化湿式氧化法处理煤气化废水，以Cu(NO₃)₂和FeCl₂的混合物为催化剂，使废水的COD去除率达到65％～90％，酚、氰、硫化物的去除率接近100％(环境科学学报，1988，8(1)，98-106)。柏亚成等人在220℃、2.5MPa的高压反应器中，以Cu盐作为催化剂处理高浓度苯酚有机废水，COD去除率可达到97.2％(现代化工，2015，35(6)，136-138)。唐文伟等人在乳化液废水均相催化剂筛选中发现金属盐催化活性顺序：Cu²⁺Mn²⁺Co²⁺，其中Cu²⁺在200℃时催化效果良好，TOC去除率提高13.3％(环境污染和防治，2006，28(8)，595-597)。由此可知，均相Cu催化剂催化活性高、反应速率快、易操作，但是也存在着催化剂回收困难、金属离子容易流失造成二次污染的问题，而且以Cu为催化剂时，往往需要在较高温度和压力条件下进行。此外，均相Cu对氯代物、小分子羧酸以及含氮化合物的去除效果差等问题导致其在实际应用中受到一定的限制。