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活性炭载氧化铁催化剂

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研发背景
含酚废水是一种对人类危害十分严重而又普遍存在的工业废水,酚类化合物,可使
蛋白质凝固,对人类、水产生物及农作物都有极大危害。钢铁工业、煤气化工业中的炼 焦工艺是以煤为原料,在隔绝空气条件下将煤加热到 960~1000℃,得到焦碳和一些化 工产品,同时,在生产过程中产生大量难以生物降解的芳香族有机化合物、杂环及多环 化合物,且酚含量较高,处理比较困难,这些污染物如果未经处理或处理不当随废水排 放,将对水体产生严重污染。寻找高效、经济、环境友好的处理方法一直是含酚废水处 理领域的研究热点。   含酚废水处理目前常用的方法有:生化法、Feton 试剂氧化法、催化湿式氧化法等。 华中科技大学环境科学与工程学院提到(华中科技大学学报 22(2005,4)79~81)生化法 对焦化废水进行处理,处理后水的酚、氰含量基本达标,但生化处理后的废水色度仍然 很高,含有大量难降解有机物,其 COD 不能达到国家排放标准,在不改变主体生化法 工艺的情况下,还需要对生化系统的外排水进行深度处理。Fenton 试剂是 Fe2+和 H2O2 的组合(Chem. Soc.65(1894)899~9lo),在酸性(2.5~4.0)条件下 Fe2+能有效地催化 H2O2 产生 OH—,OH— 具有极强的氧化能力,它可将有机污染物在短时间内氧化降解。 由于 Fe2+是溶解在溶液中的,Fe2+难与反应介质分离回收,易流失和引起二次污染。催 化湿式氧化法是八十年代国际上发展起来的一种处理高浓度难生物降解有机废水的处理 技术(U S 4699720,1987)。它是在反应釜中,在催化剂作用下,于高温高压条件下用 氧气或空气直接将污水中的有机物氧化成 CO2、H2O 等无害物,以达到净化的目的。至 今有多种过渡金属氧化物被认为对湿式氧化有催化活性,大连化学物理研究所的杜鸿章、房廉清等人在(水处理技术 23(1997,2)83-87)提到的贵金属系列催化剂的活性高、寿 命长,是催化湿式氧化法较有效的催化剂,但由于该方法所用的催化剂价格昂贵,污水 处理所用的设备成本高,使其应用受到极大限制。(北京交通大学)

应用范围
该催化剂属专利技术,适用于在 20~25℃条件下处理含酚废水和焦化废水。

技术路线及原理
技术内容:
主要解决的技术问题是:提出一种价格低廉,可回收的,在 20~25℃条件下处理含 酚污水简便易行的催化剂。
活性炭载氧化铁催化剂,其组分和含量为:
氧化铁重量百分比含量为 1.0~10.0%,活性炭重量百分比含量为 90.0~99.0%。 活性炭载氧化铁催化剂处理含酚废水的方法:
取含酚废水或焦化废水 100mL 放入 250mL 锥型瓶中,加入制备好的氧化铁重量百 分比含量为 1.0%的活性炭载氧化铁催化剂 1.5g,调节溶液 pH=5.0,于 20-25℃搅拌 20~30min,过滤,滤液即为处理过的含酚废水。用氧化铁重量百分比含量为 2.0%或 5.0% 的活性炭载氧化铁催化剂处理含酚废水,具有与氧化铁重量百分比含量为 1.0%的活性炭 载氧化铁催化剂同样的效果。

技术特色
与现有技术相比所具有的优点: 活性炭载氧化铁催化剂制备方法简便易行,价格低廉,可回收,在 20~25℃条件下 处理含酚污水简便易行。活性炭载氧化铁催化剂的制备是以三氯化铁(FeCl3)和活性炭为 原料,将铁氧化物载到活性炭上,催化剂制备方法简便、价格低廉、稳定性好、易于回 收、催化活性高。用该催化剂处理含酚废水,可在 pH=5.0 的弱酸性条件下,在 20~25℃ 的室温条件下直接进行,不需要加热,大大地节约了能源,活性炭载氧化铁催化剂可直 接处理污水,不需要加 H2O2 或通 O2,易于操作,反应条件温和,处理成本低廉,COD 能达到国家排放标准(< 150mg/L),COD 去除率高,可达到 94%以上。

经济效益分析
价格低廉,可回收,处理成本低廉。