[发明专利]用于去除污废水中难降解有机物和氨氮的催化粒子电极及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及污废水处理领域，具体涉及污废水中难降解有机物和氨氮同步去除的催化粒子电极及其制备方法和应用。所述电极包括粒径为1mm‑5mm的果壳活性炭以及负载于其上的金属组分，所述金属组分的含量为活性炭总质量的0.8wt％‑2.5wt％。本发明的粒子催化电极填料，具有催化活性高、价廉易得、制备简单、COD和氨氮降解去除效率高、出水矿化程度高、单位COD能耗低、可连续使用的特点，适用于难生物降解、含高浓度有机污染物和高氨氮废水的处理。

主权项

污废水中难降解有机物和氨氮同步去除的催化粒子电极，其特征在于，所述电极包括粒径为1mm‑5mm的果壳活性炭以及负载于其上的金属组分，所述金属组分的含量为活性炭总质量的0.8wt％‑2.5wt％，基于金属组分的总摩尔，含有钴50％‑60％、铁30％‑40％、锰5％‑15％、镍5％‑15％，其中，所述催化粒子电极的制备方法包括以下步骤：(1)预处理：以去离子水反复清洗果壳活性炭至pH值在6.5‑7.5间，烘干温度为50‑80℃，烘干时间为6‑8h；(2)活化：将步骤(1)所得活性炭用稀酸进行表面活化，干燥后使用，其中，所述表面活化的条件为：果壳活性炭浸渍于1.5‑2倍体积的1mol/L稀硝酸溶液中，并煮沸20‑30min，然后用去离子水清洗至pH值在6.5‑7.5间，再超声清洗20‑30min，于103℃条件下烘干3‑5h；(3)负载：取步骤(2)中所得的果壳活性炭，浸渍于等体积的金属盐溶液中，所述金属盐为硝酸钴、硫酸钴、硝酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、硝酸锰、氯化锰、硝酸镍和/或硫酸镍，振荡反应后，烘干，其中，所述金属盐溶液中的金属离子总摩尔数为0.2‑0.5mol/L，其中，对于粒径为1‑2mm的果壳活性炭，金属盐溶液的总摩尔浓度为0.2‑0.3mol/L，对于粒径为2‑3mm的果壳活性炭，金属盐溶液的总摩尔浓度为0.3mol/L，对于粒径为4‑5mm的果壳活性炭，金属盐溶液的总摩尔浓度为0.4‑0.5mol/L，其中，振荡反应条件为：在转速120‑180rpm、温度25‑30℃条件下振荡反应8‑10h；(4)焙烧：将(3)中的果壳活性炭置于N2保护条件并隔绝空气的环境中，于550‑750℃高温焙烧3‑6h，获得催化粒子电极。