[发明专利]自氧化催化剂、制备方法、去除高盐废水中有机物的方法

说明书

本发明公开了自氧化催化剂、制备方法、去除高盐废水中有机物的方法，自氧化催化剂包括：第一核壳层、第二核壳层、包埋层，上述第一核壳层包括以磷化铁为内核的石墨化碳纳米层；上述第二核壳层包括以铜为内核的石墨化碳纳米层；上述第一核壳层与上述第二核壳层设置在上述包埋层中。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及自氧化催化剂、制备方法、去除高盐废水中有机物的方法。

背景技术

当废水中的有机物和总溶解固体(TDS)的质量分数大于3.5％，则这类废水称为高盐废水。高盐废水中不仅存在大量的有机污染物，而且还存在大量可溶性的无机盐，如Cl^-、Na⁺、SO₄^2-、Ca²⁺等。因此，处理这类废水时，存在生化处理极限。

高盐废水主要来源于化工生产中制造化学药剂(如杀虫剂)时使用的大量无机盐；染料在精炼、漂白的工序中投加的氢氧化钠、次氯酸及其他的碱性物质产生大量的无机盐；还有将海水应用到热电、核电、石化、冶金、钢铁等行业产生的无机盐等。

当高盐废水未经处理，排放到环境中，废水渗透、流入土壤系统中时，其中的高盐份会使土壤中的生物、植物脱水死亡，造成土壤生态系统的瓦解，此外，直接排放的高盐废水，将给水体环境带来更大的压力。因此，对高盐废水的脱盐技术研究迫在眉睫，探索行之有效的高盐废水脱盐处理技术已经成为目前废水处理的热点之一。

现有的高盐废水的处理方法有离子交换法、电渗析法、反渗透法、高温焚烧法、蒸馏法、以及渗透法等。离子交换技术成熟，可进行脱盐处理，但是离子交换周期长、操作复杂，一般适用于低盐度废水的处理。电渗析法的除盐不太彻底，只能部分除盐。虽然反渗透法在处理含盐废水方面得到了广泛应用，但常规的反渗透处理方法对此类的高盐废水的处理不能够将其有效浓缩，且存在对反渗透产生的浓缩废水处理的问题；高温焚烧法虽可将有机物直接氧化，但设备投资和维护费用高，且燃烧过程中盐分对设备腐蚀性并不低。膜技术设备高昂、易堵、易污染。总之，这些方法存在投资大、工艺复杂、能耗高、处理成本高等问题。

目前，现有技术主要采用高级氧化技术，包括臭氧氧化、Fenton或电Fenton、光催化等去除废水中有机污染物，但是，臭氧氧化法设备和运行成本较高，UV光解受水质影响较大，Fenton或电-Fenton催化氧化工艺要求特定的反应条件，易产生较多含铁污泥，且只对含盐原水pH值偏低时，使用较经济。另外，这些高级氧化技术均需要额外加入过氧化氢等氧化剂，产生的强氧化剂-羟基自由基来降解有机物，羟基自由基是一种无选择性的氧化剂，其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，把有害物质氧化成CO₂、H₂O或矿物盐。但是羟基自由基还可以被高盐废水中的Cl^-、SO₄^2-、PO₄^3-、CO₃^2-等阴离子淬灭，比如与氯离子反应，生成氯气自由基及氯原子，从而使得Fenton氧化对高盐废水中有机物的去除完全失效。

因此，提高自氧化催化剂对有机污染物的选择性降解是高盐废水预处理成功的关键，从而解决高级氧化技术处理高盐废水效率低、工艺复杂、产生的污泥量大、废水难达标的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了自氧化催化剂、制备方法、去除高盐废水中有机物的方法，以期至少部分的解决上述技术问题。

为实现上述技术目的，作为本发明的一个方面，本发明提供一种自氧化催化剂，包括：第一核壳层、第二核壳层、包埋层，上述第一核壳层包括以磷化铁为内核的石墨化碳纳米层；上述第二核壳层包括以铜为内核的石墨化碳纳米层；上述第一核壳层与上述第二核壳层设置在上述包埋层中。