[发明专利]芬顿氧化法去除废水中COD的催化剂、制备方法及应用

说明书

本发明属于环境工程技术领域，具体提供一种芬顿氧化法去除废水中COD的催化剂、制备方法及应用，通过制备成本低、催化效果好且可重复使用的铁基复合稀土及过渡金属氧化物芬顿氧化催化剂，实现大大节省芬顿氧化法去除废水中COD的酸碱消耗量，且可使芬顿氧化法处理原废水的pH适用范围大大加宽。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，具体涉及一种芬顿氧化法去除废水中COD的催化剂、制备方法及应用。

背景技术

焦化废水、印染废水和农药废水等具有有机物含量高且有毒的特点，废水中含有的有机污染物很复杂，不利于分析；含有各类有机物，且含量高，非常不利于处理；色度偏高，亦不利于处理；毒性强，难以被去除；可生化性差，不能通过传统的生化处理工艺有效去除。

芬顿氧化法处理污水具有综合效应，对污水中的COD、色度、浊度和总磷等多项指标都有较好的处理效果，尤其对有毒性的有机废水具有传统方法不可比拟的优势。

芬顿氧化反应机理是亚铁离子催化过氧化氢产生羟基自由基的反应，是常见的高级氧化技术之一。芬顿氧化反应可以产生大量强氧化性的羟基自由基(·OH)，将焦化废水、印染废水和农药废水等废水中难以通过生化处理的物质氧化为易于被生化处理的物质，同时，将广泛存在于废水中的发色基团、助色基团拆解，芬顿氧化反应具有反应迅速、温度和压力等反应条件温和且无二次污染等优点，芬顿接触氧化及其组合工艺越来越多地用于焦化废水、印染废水和农药废水等废水的处理。

但芬顿氧化法处理工业废水还存在处理工艺复杂、化学药剂消耗量较大、处理效率低、生产成本较高等弊端，有待进一步优化改进。

CN201610894149.8提供了一种混合稀有金属催化剂的制备和应用方法，所得混合稀有金属催化剂对于化工废水和制药废水中极高浓度并难降解的有机废水，具有很好的处理效果。但对于芬顿氧化法处理工业废水的效率提升并未给出相关技术启示，具有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种芬顿氧化法去除废水中COD的催化剂、制备方法及应用，力求解决目前芬顿氧化法处理工业废水存在处理工艺复杂、化学药剂消耗量较大、处理效率低、生产成本较高等问题；提供制备工艺简单、制备成本低、催化效果好的催化剂，该催化剂为可重复使用的铁基复合稀土及过渡金属氧化物芬顿氧化催化剂；通过应用本发明制备的催化剂不仅能去除焦化废水的COD，且应用工艺操作简单、成本低，处理效果好；具有可规模化应用，不产生二次污染，绿色环保等特点。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种芬顿氧化法去除废水中COD的催化剂，包括氧化铁以及负载在氧化铁表面的氧化钒、氧化铜和混合轻稀土氧化物。

进一步地，所述氧化钒为五氧化二钒。

进一步地，所述混合轻稀土氧化物为Re_xO_y，其中Re为La、Ce、Sm、Y中的两种以上。进一步地，所述Re为La、Ce、Sm、Y的混合物，且La、Ce、Sm、Y的摩尔比为1~2:1~4:0.1~0.5:0.5~1.5。进一步地，所述Re为La、Ce、Sm、Y的混合物，且La、Ce、Sm、Y的摩尔比为0.5：2：0.3：1。