[发明专利]一种焦化蒸氨废水的处理方法及所用非均相芬顿催化剂

说明书

本发明提供了一种焦化蒸氨废水的处理方法及所用非均相芬顿催化剂，所述催化剂的制备方法包括如下步骤:(1)将磷酸氢二钾改性沸石浸入金属盐溶液中，搅拌1‑2h后形成混合液；(2)混合液在常温静置18‑36h，完成浸渍；(3)100‑120℃下烘干，在氮气保护条件下300‑450℃煅烧3‑5h，冷却至室温。本发明的催化剂催化活性高、反应速率快、产泥量低，并且，沸石载体通过磷酸氢二钾的改性，具备更好的稳定性和循环性能。另外，本发明提供的焦化蒸氨废水的处理方法，依靠同时进行的均相和非均相芬顿反应的协同作用，去除废水中难以生物降解的有机物，提高废水的可生化性。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种焦化蒸氨废水的处理方法及所用非均相芬顿催化剂。

背景技术

焦化废水主要来自于炼焦、煤气净化及化工产品的精制过程，为高浓度含酚、氰、油、氨氮及有毒有害有机物的废水，其中以剩余氨水为主要来源，据统计，剩余氨水的水量约占焦化废水总量的一半以上。

炼焦行业的剩余氨水是焦化企业产生的主要工业废水，具有成分复杂、难以进行降解等特点，其主要是由于原料煤中含有的氮、氢元素反应生成的氨溶于煤中的水中后形成的。剩余氨水的主要成份有氨、硫化物、氰化物以及各类固定铵盐等，除此之外还含有酚、吡啶盐基以及少量的萘、轻质焦油等。生物化工是目前最常用的对剩余氨水进行处理的办法，但由于剩余氨水中大量氨类杂质较多，因此需要先对其进行蒸馏处理。

剩余氨水通过蒸氨后的蒸氨废水称为“焦化蒸氨废水”，实践运用结果表明，焦化蒸氨废水直接进入生化处理装置时，出水效果较差，分析其原因为：(1)酚类、氰化物等物质对微生物有毒害作用，能显著抑制生物活性，甚至导致生物系统崩溃；(2)焦化蒸氨废水中的难生物降解有机物，增大生化处理装置的负荷，单靠生化处理系统无法满足排放指标。

现有技术中对焦化蒸氨废水的处理做了一系列研究，例如：

专利文献CN105478155A公开了一种可再生非均相芬顿型催化剂及其制备方法和应用，其催化剂以商用沸石为载体，以高分子对载体进行表面修饰，再以Fe或Co为活性组分进行负载，最后经焙烧在沸石表面形成铁或钴复合价态氧化物。该催化剂对工业中难处理的含酚类或染料等有机废水具有高效降解能作用。

专利文献CN106268946A公开了一种活性炭基固体酸型非均相芬顿催化剂及其制备方法，以商品活性炭为原料与苯基羧酸重氮盐反应，把苯基羧酸连接在活性炭上，清洗烘干后即得富含羧基的活性炭基固体酸；前述得到的活性炭基固体酸再浸渍于含亚铁离子的溶液中，亚铁离子在活性炭表面与羧基共价键合反应，分离出负载后的活性炭；反应产物经过滤、多重洗涤和烘干后即得到活性炭基固体酸型非均相芬顿催化剂。该发明制备的催化剂解决了传统芬顿催化剂铁离子和液体酸离子对环境的影响，减少了二次污染，降低了废水处理的成本。

专利文献CN103041815A利用浸渍和离子交换将铁离子负载于改性凹凸棒土上，制备成非均相芬顿催化剂，能高效率地处理难降解废水，解决了均相芬顿中低pH值，会产生铁泥，带来的二次污染问题。在废水处理中发挥凹凸棒土的吸附性能、离子交换性能和芬顿反应的强氧化性。

专利文献CN103435144A公开了一种利用多相催化剂高效活化过硫酸盐处理有机废水的方法，其提供了一种将纳米复合材料作为氧化剂的多相催化剂，在多相催化剂和氧化剂同时存在下与有机废水反应。

其中的纳米催化剂释放出的Fe²⁺作为均相催化剂以及固相纳米催化剂作为非均相催化剂共同高效活化作为氧化剂的过硫酸盐产生强氧化性的SCV，这两种机理的共同作用产生的SCV将废水中的难降解有机物降解，从而达到净化废水的目的。虽然该专利披露了在处理有机废水时同时进行均相和非均相的芬顿反应。但是，该发明中的催化剂制备过程繁琐，容易失去活性且价格高昂，有待进一步改进。

另外，现有技术中对蒸氨废水处理也进行了一系列研究，例如：