本发明专利技术涉及一种污水处理复合催化剂、其制备方法及一种使用该催化剂处理污水的工艺。本发明专利技术的复合催化剂由以下成分制成：20-80重量份的钒钛磁铁矿，20-80重量份的凹凸棒土，5-10重量份的膨润土，1-5重量份的生石灰。该催化剂具有高吸附性、高光催化活性、高磁性和高效的氧化催化活性，并且成本低、易于分离、可再生。本发明专利技术的污水处理工艺如下：污水首先进入沉积池除去泥砂，然后进入复合净化池经光照射、加热氧化进行复合净化，再进入磁分离装置中实现催化剂和清水的分离，清水进入清水收集池进行酸碱调节、检测达标后排放使用，将催化剂进行清洗、再活化后可反复使用，洗涤催化剂所得的残余浆液可用于生产富含氮、磷、硫的复合肥。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水处理领域，尤其涉及一种污水处理复合催化剂、其制备方法以及 其在污水处理中应用。
技术介绍
目前，水资源缺乏已经成为困扰人类发展的重大问题之一。水污染问题是一个遍 及全世界的环境问题，无论是在发展中国家还是发达国家，这个问题己越来越引起人们的 重视。现在，各国特别是发达国家每年都花巨大的人力、财力用于工业污水的治理。为了提 高用水效率，世界各国大力推行"节水减排"工作。随着工艺用水要求的不断提高，污水深 度净化回用工艺成为实现节水减排目标的捷径。 生活污水及工业污水中一般含有大量的悬浮物、重金属离子、含N污染物、含S污 染物、含P污染物、持久性有机污染物、酚类化合物、硝基化合物、内分泌干扰素、藻毒素、致 病微生物及染料等。目前污水一般都是直接或经污水处理厂处理后全部外排。这种做法不 仅仅使大量的污水排入自然体系，增大了环境污染，而且所涉及的水资源均为一次资源，无 法提高使用效率。采用常规的污水净化处理方法或运行成本昂贵，或很难达到目标水质，无 法真正变废为宝。若有针对性地采用合理的处理工艺，则可以实现重复利用，同时解决环境 和节水两方面的问题。化工工艺污水或生活污水处理，首先是经过污水处理厂，采用常规的 生化、分离、结合的"老三套"方法处理，设计使处理后的水质指标达到污水外排指标。 由于废水成分的多样性，往往需要通过几种方法组成的处理系统才能达到所需的 排放标准。污水处理按采用的方法手段分类，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。 物理法一般仅能除去常规悬浮物，以及污水中易于被吸附的物质，而对于溶解在污水中的 化学污染物，以及微生物污染物无能为力。生物法是利用废水中的微生物的代谢作用分解 水中可降解的有机物的一种方法，因为具有处理量大，投资省，经济可靠的特点，但在现有 的处理污水过程中往往需要引清水进行稀释、人工曝气等工程措施；然而这些方法和措施 中有些耗水、耗电量大，有些效果不佳等存在着各自的缺点。现有技术中使用最广泛的是化 学法和物理化学法，其可以去除污水中大部分的悬浮物、油及生化有机污染物，但是一般所 用工艺均需要使用大量的催化剂、氧化剂或消毒剂等，在经济、操作或者可靠性方面存在很 多弊端。因此，面临当前的水污染问题，急需一种经济实用、稳定可靠、简便的污水处理方 法。 采用化学法处理污水的方法中，催化剂起着极为重要的作用，现有技术中的催化 剂一般都是一次性使用的，即不可回收利用，另外催化剂的原料及制备成本也都较高，造成 很大的资源浪费，而催化剂在使用之后也被丢弃掉造成二次污染。 本专利技术提供一种价格低廉、性能突出的污水处理复合催化剂，由格低廉的天然的 钒钛磁铁矿、凹凸棒石黏土作为主成分，膨润土、生石灰作为辅助成分，经原料粉碎、碱洗、 黏合、干燥、煅烧及成型等步骤制备而成。 钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种有价元素共生的复合矿，主要分布在我国的攀 西、承德和马鞍山地区，其中攀西地区的保有储量达100亿吨以上，是我国最大的钒钛磁铁 矿矿床。其中含有？6(主要为？6304)约30%~60%，1102约8%~15%，￥ 205约0.3%~ 2. 0%，Cr203 约 0· 15 ~0· 6%，Co 约 0· 015 ~0· 02%，Ni 约 0· 012%~0· 015%，硫化物约 0. 6%~0. 7%，磷化物0. 012%~0. 018%，另外还含有△1203、3102、0&0、]\%0等金属或非金 属氧化物，镓、铜、钼族和钪等稀贵金属元素，具有很高的综合利用价值。现有技术中钒钛磁 铁矿主要用来提炼铁、钒、钛等金属，而本专利技术创造性地将其用于污水处理催化剂的主要成 分，利用其中含有磁性的铁氧化物、光活性的二氧化钛、以及其他起到辅助作用的微量金属 元素达到良好的光催化剂和氧化催化效果。 凹凸棒土（Attapulgite)是一种含水镁铝碳酸盐粘土矿物，理想化学分子式为： Mg5 (Sis02。）（0Η)2(0Η2)4 · H20,凹土晶体结构为：每个单元晶层有上、下两条硅氧四面体 双链晶片，中间夹5个铝氧四面体，每个单元层相互间通过氧连接成孔道式的晶体结构， 形成纤维状的单晶（多呈平直的针状、棒状或纤维状），单晶直径大多为l〇_25nm，长度为 100-1000nm硅氧四面体活性氧原子的指向（即硅氧四面体的角顶）每四个一组上下交替排 列。由于单晶内部是孔道结构，同时，平行排列的纳米单晶纤维间也自然形成了众多的平行 隧道空隙，因而微米级别的凹土内的空隙体积占颗粒总体积的30%以上，内部拥有巨大的 比面积，基于这个性质，凹土被广泛用于吸附剂、催化剂及载体、钻井泥浆增稠剂、黏接剂、 饲料添加剂等。 膨润土是以蒙脱石为主要成分的黏土岩，而蒙脱石则是由两层硅氧四面体夹一层 铝氧八面体组成的2 :1型黏土矿物。由于矿物的表面吸附作用、层间阳离子的交换作用、孔 道的过滤作用及特殊的二维纳米结构效应等，在使用前往往要对天然膨润土进行改性，而 改性的目的和效果将直接影响到实际应用效果。
技术实现思路
现有技术中污水处理催化剂一般只具有单一或定向清除某种污染物的性质，如专 门除去水中N、S或P的催化剂，以及专门用于除去污水中重金属离子的吸附催化剂等，且 现有技术中的催化剂一般原料和制备成本较高，为克服现有技术中污水处理催化剂存在的 各种问题，本专利技术提供一种价格低廉、性能全面的污水处理复合催化剂，全面清除水中的多 种污染物，尤其是对水中N、S、P、重金属离子、染料、微生物、有机污染物、色素的去除效果较 高，并且催化剂可回收利用。另外，本专利技术还提供了该催化的制备方法和将其用于污水处理 的简单、高效的污水处理工艺。 本专利技术的复合催化剂由以下成分制成：20-80重量份的钒钛磁铁矿，20-80重量份 的凹凸棒土，5-10重量份的膨润土，1-5重量份的生石灰。其中钒钛磁铁矿作为磁性内核、 氧化催化活性及光催化活性部分，凹凸棒土起到清除氮、硫、磷和吸附悬浮污染物的作用， 膨润土与生石灰起到粘结剂的作用，另外膨润土的加入显著改善催化剂的除磷效果，生石 灰对于催化剂的结构起到固化和加强作用，另外其可以提供显著的碱性杀菌环境，对于微 生物的清除起到显著的作用。本专利技术中钒钛磁铁矿中，1102的光催化活性由于其中微量金 属元素的辅助作用得到了显著的增强，相比直接使用Ti02、铁氧化物的催化剂的效果显著 增强，而且另外三种组分（凹凸棒土、膨润土、生石灰）中的化学成分对其光催化效果以及 氧化催化效果均起到了显著的促进效果。本专利技术中，钒钛磁铁矿加入量，不但决定了该催化 剂的光催化及氧化清污的效果，还影响到污水处理工艺中该催化剂的磁分离效果，而且经 过试验验证钒钛磁铁矿中铁氧化物与Ti02的配比恰好在一个比较理想的范围内，简单地 增加或减少铁氧化物的含量对于催化剂的活性影响较大。 优选地，本专利技术的复合催化剂可以由以下成分制成：50-80重量份的钒钛磁铁矿， 30-60重量份的凹凸棒土，8-10重量份的膨润土，1-3重量份的生石灰。 本专利技术的复合催化剂的制备方法包括如下步骤： a.原料粉碎：将配方量的钒钛磁铁矿粉碎至100-200目，将配方量的凹凸棒土、膨 润土、生石灰分别粉碎成50-100目， b.碱洗：本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种污水处理复合催化剂，其特征在于由以下组分制成：20‑80重量份的钒钛磁铁矿，20‑80重量份的凹凸棒土，5‑10重量份的膨润土，1‑5重量份的生石灰。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王猛，
申请(专利权)人：王猛，
类型：发明
国别省市：北京;11
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