[发明专利]一种废水氧化处理催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及到环保领域，具体涉及到一种废水氧化处理催化剂的制备方法，在生物厌氧反应器中加入厌氧活性污泥、抑制剂、氯化亚铁、营养物质、金属元素调节剂，物料经厌氧生物反应产生的污泥加入活化试剂混合，混合污泥再经干燥，碳化处理得到污泥碳基催化材料，该催化剂催化活性高，不易流失，使用寿命长，适合工业废水催化氧化应用。

技术领域

本发明属于环保领域，具体涉及到一种工业废水氧化处理催化剂的制备方法。

背景技术

生物法处理工业废水是常用废水处理方法，在生物法处理废水工艺过程中会产生剩余污泥，剩余污泥中含有难降解的有机物，重金属以及病原体等有害物质，从而形成大量固体废弃物和危废。目前，常采用机械脱水或者干燥焚烧对剩余污泥进行减量化和无害化处理，如何把剩余污泥资源化利用，CN102515334A和CN102336459A公开了一种利用剩余污泥提取和制备生物絮凝剂的方法，CN105217805A公开了一种利用农作物秸秆和剩余污泥制备微生物絮凝剂的方法，CN102786967A和CN107142118A公开了一种利用污泥制备生物炭的方法，以污泥为原料，加入辅助物质，在高温、无氧条件下，污泥经高温热解制备成生物炭材料，CN109772472A公开了一种高含水率剩余污泥制备污泥碳基催化材料的方法，提供一种解决高含水率污泥资源化利用的思路。但是，在生物法处理废水时加入的微量金属元素质量很少，由剩余污泥碳化处理制备的催化剂所含催化剂活性成分比例偏低而催化活性不高，该催化剂工业化应用价值不高。如果在污泥中添加高浓度的具有催化活性的金属离子进行生物反应，这些金属离子容易与硫酸盐还原菌产生的硫化物反应生成沉淀，同时，废水中高浓度的金属离子会促发微生物中毒而污泥解体；胡庆昊公开的博士学位论文中提出微量元素螯合物对厌氧产甲烷菌生物活性有促进作用，由于金属螯合物与金属离子存在动态平衡，促进金属离子与厌氧微生物持续发生反应，但硫化物与金属离子反应生成沉淀而打破这种平衡；如果采用剩余活性污泥直接与高浓度具有催化活性的金属离子溶液混合进行碳化处理制备碳基催化材料，高浓度的金属离子难以进入厌氧活性污泥菌胶团的内部，污泥碳化处理时金属离子容易与活性炭剥离，残留的金属离子分布于活性炭的表面，在废水处理应用时容易流失而不断降低催化活性。

为了提高碳基催化材料的催化活性和效果，国内专利公开了活性炭负载型催化剂的制备方法和应用，CN101862639A公开了一种改性活性炭纤维负载金属离子沼气脱硫剂的制备方法， CN106106076344A公开了一种活性炭负载铜-金属氧化物催化剂制备方法，CN107285453A 公开了一种活性炭负载铜催化剂的制备方法，该催化剂用于二氧化氯催化氧化处理高浓度废水，上述活性炭负载型催化剂均采用以活性炭为载体，浸渍和吸附催化剂活性成分的制备方法，这类活性炭负载型催化剂在制备和应用中存在一些缺陷，一是制备过程中活性炭吸附催化剂活性成分不完全会产生二次污染和浪费，二是由于使用过程中活性炭与催化剂活性物质之间存在吸附与解吸附平衡，而且具有催化活性的物质在活性炭载体上分布不均匀，会在应用过程中催化剂不断流失而催化活性不断降低。

因此开发一种基于厌氧活性污泥高活性污泥碳基催化剂并应用于废水氧化处理很有意义。

发明内容

本发明提供一种利用厌氧活性污泥制备污泥碳基催化材料的方法，制备的催化剂在废水中催化氧化活性高，不易流失，使用寿命长，解决了碳基催化剂中催化活性成分含量少，分布不均匀，易流失的问题，本发明针对剩余污泥的资源化开发利用，达到综合应用，变废为宝的目标。

本发明提供废水氧化处理的催化剂的制备方法，包括生物反应和干燥碳化两个步骤：

S1. 生物反应：在厌氧生物反应器中加入厌氧活性污泥和等质量的水搅拌混合，控制25℃~35℃，每天加入计量的硫酸盐还原菌抑制剂和氯化亚铁，搅拌反应，取样分析水质，当水中硫化物含量小于1ppm时停止加入氯化亚铁，改为每天加入计量的硫酸盐还原菌抑制剂，营养物质和金属元素调节剂，保温搅拌反应，取样分析水质，当废水中的铜离子、镍离子、钴离子中的任意一种离子浓度大于2ppm时停止反应，反应结束后静置分层，取出下层污泥，过滤，污泥加入计量的活化试剂搅拌混合。