本发明专利技术公开了属于环境保护技术领域的一种利用非均相类Fenton反应催化氧化反渗透浓水的方法。该方法以负载型过渡金属氧化物为类Fenton反应催化剂，催化剂活性组分为过渡金属铁、铜、钴、锰的混合物，按质量百分比铁为60～80％，铜为10～15％，钴为3～13％，锰为7～12％；在上述类Fenton催化剂和过氧化氢同时存在下与反渗透浓水反应，通过产生的羟基自由基无选择性地将反渗透浓水中的有机污染物氧化降解。本发明专利技术处理工艺简单，操作方便，过程易于控制，催化剂可以回收循环利用，经济可行，能在较宽的pH值范围内(pH值为3.0～8.0)高效、快速地降低反渗透浓水的COD值和色度，无二次污染，可以实现反渗透浓水的稳定达标排放，具有较大的推广应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种利用非均相类Fenton反应催化氧化处理石化反渗透浓水的方法。
技术介绍
反渗透技术是一种先进和有效的膜分离技术，被广泛应用于石化企业废水深度处理过程中，但反渗透装置在运行过程中产生的反渗透浓水具有以下特性：(1)COD(化学需氧量)值较高，一般在120mg/L以上，主要是一些难降解有机污染物；2.色度高，一般在50～1500倍之间；3.可生化性差，浓水中的有机物主要是难降解有机污染物，一般BOD/COD＜0.1，所以浓水中的有机物很难作为营养源参与微生物代谢；4.含盐量高，氯离子浓度约为1000～5000mg/L之间，硬度约为1000mg/L左右，属于高矿化度咸水。由于以上特点，使得反渗透浓水处理难度大，国内外现有处理技术存在各种问题，综合处理效果均不理想。因此，研究针对污水回用装置反渗透单元排放浓水的处理技术，弥补反渗透处理单元的不足，进一步推动反渗透技术在污水回用中的应用，符合国家“节能减排”的要求，对实现炼化企业外排污水全面、稳定达标排放具有现实意义。传统的水处理方法如吸附、絮凝、沉淀、生物法等具有效率低、成本高、易产生二次污染等局限性。近年来，高级氧化技术逐渐成为人们关注的热点，其基本原理是利用氧化性很强的羟基自由基氧化降解废水中的的有机污染物。Fenton试剂是指亚铁盐和过氧化氢的组合，该方法的作用原理是基于过氧化氢和均相金属离子催化剂之间的电子传输，产生能降解有机物的羟基自由基，最常用的催化剂是亚铁离子。与其他高级氧化法相比，Fenton试剂法具有快速高效、操作过程简单、无需复杂设备、对后续处理无毒害作用且对环境友好等优点，已逐渐应用于多种废水的处理过程中。但是，传统的Fenton试剂法在实际应用中仍存在许多不足，如：过氧化氢的利用率不高；反应的最佳pH值局限于2～4之间；反应前和反应后均需调节溶液pH值；反应完成后，需利用沉淀等方法将溶液中的铁离子分离出来，容易造成二次污染且后处理费用较高等。近年来，为克服均相Fenton反应体系的诸多不足，非均相类Fenton氧化反应体系得到深入研究和快速发展。非均相类Fenton氧化反应体系是指使用非均相的负载型过渡金属(以铁系为主)固体催化剂代替均相的亚铁盐与过氧化氢反应，从而产生羟基自由基。由于非均相类Fenton氧化反应能在较宽的pH值范围内进行，具有催化氧化速率高、催化剂来源广、易于回收利用以及反应过程中不会产生大量铁氧化物沉淀等优点，为处理高COD浓度、难生化降解有机废水提供了广阔前景。中国专利CN201210199491.8公开了一种采用絮凝-FeOOH联合工艺处理焦化废水的方法，该专利中利用FeOOH产生羟基自由基氧化降解焦化废水中的有机污染物，但是FeOOH不能循环利用，而且在酸性条件下容易发生Fe2+溶出，降低氧化效果；另外絮凝工艺不适用于低悬浮物、高盐含量、高有机污染物石化废水的处理。CN201210587397.X公开了一种非均相Fenton试剂及其制备方法和利用非均相Fenton试剂进行湿式氧化脱除烟气中NO的方法，该专利中催化剂是由铁盐负载于活性Al2O3表面制得，进行湿式氧化过程中要求溶液pH值为5～6，限制了非均相Fenton试剂的使用范围，如果应用于pH值<5的废水体系，会导致催化剂流失，降低处理效果；同时处理过程中H2O2的使用量，为0.5～1.5mol/L，导致H2O2利用效率较低，处理成本升高。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术的缺点，提供一种设备简单、操作方便、催化剂易于回收循环利用、有效去除石化反渗透浓水中有机污染物的非均相类Fenton催化氧化法。本专利技术所述的非均相类Fenton反应催化氧化反渗透浓水的方法包括在负载型过渡金属氧化物催化剂和过氧化氢同时存在下与反渗透浓水反应，产生的羟基自由基可以无选择性地与废水中的各种有机污染物发生反应，将废水中的有机物氧化降解，显著降低反渗透浓水的COD值和色度，实现反渗透浓水的稳定达标排放。所述负载型过渡金属氧化物催化剂制备方法如下：1)向过渡金属盐的水溶液中曝氮气15～30min，然后加入络合剂形成混合溶液，调节溶液的pH值为9.0～10.0；2)将混合溶液及载体加入电解槽中，控制温度为20～25℃，给电极通电，控制电压为1.5～7.5V；然后在电解槽的阴极区通入空气，空气流速2.0～3.5L/min，当混合溶液的pH值降至4.5～5.0时停止反应；3)用去离子水清洗催化剂颗粒，将洗涤后的催化剂放入干燥箱中于50～80℃下干燥8～12小时，得到负载型过渡金属氧化物固体催化剂。本专利技术所述的过渡金属盐为铁盐、铜盐、钴盐和锰盐的混合物，铁︰铜︰钴︰锰的质量比例为(60～80)︰(10～15)︰(3～13)︰(7～12)。所述的铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁；铜盐、钴盐、锰盐均为硫酸盐、硝酸盐或氯化盐，具体选自硫酸钴、氯化钴、硝酸钴、硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、硫酸铜、硝酸铜、氯化铜。所述的过渡金属盐的水溶液的物质的量浓度为0.02～0.30mol/L，最好为0.05～0.20mol/L。本专利技术所述的络合剂选自乙二胺四乙酸、柠檬酸钠、草酸、氟化钠的一种或几种的混合物，络合剂物质的量为铁离子物质的量的0.0025～0.01倍。本专利技术所述的载体选自粉末活性炭、分子筛MCM-41或其混合物，载体粒径最好为200～350目。粉末活性炭与分子筛MCM-41的混合质量比为1︰2～3︰1。本专利技术所述载体在使用前优选进行预处理，预处理过程为：在载体中加入质量百分比为0.5～2.0％的硅溶胶，转动成型，于90～100℃下干燥20～24h，制得直径1.0～4.0mm的球形颗粒备用。本专利技术所述的电解槽的阳极为光谱纯石墨电极，阴极可以是光谱纯石墨电极、不锈钢电极、钛电极的一种。本专利技术所述的利用非均相类Fenton反应催化氧化处理反渗透浓水的工艺过程为：将制得的负载型过渡金属氧化物催化剂与过氧化氢按质量比为1︰30～1︰5的比例加入反渗透浓水中，搅拌状态下，反应30～60min，催化剂与废水实现分离后回收循环利用，测定反渗透浓水反应前后的COD值以及色度。当反渗透浓水原水的COD值为100～350mg/L时，过氧化氢的加入量为3.0～15.0mL/L，负载型过渡金属氧化物催化剂的加入量为0.5～1.5g/L。负载型过渡金属氧化物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用非均相类Fenton反应催化氧化处理反渗透浓水的方法，包括在负载型过渡金属氧化物催化剂和过氧化氢同时存在下与反渗透浓水反应；所述负载型过渡金属氧化物催化剂制备方法如下：1)向过渡金属盐的水溶液中曝氮气15～30min，然后加入络合剂形成混合溶液，调节溶液的pH值为9.0～10.0；2)将混合溶液及载体加入电解槽中，控制温度为20～25℃，给电极通电，控制电压为1.5～7.5V；然后在电解槽的阴极区通入空气，空气流速2.0～3.5L/min，当混合溶液的pH值降至4.5～5.0时停止反应；3)用去离子水清洗催化剂颗粒，洗涤、干燥得到负载型过渡金属氧化物催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种利用非均相类Fenton反应催化氧化处理反渗透浓水的方法，包括
在负载型过渡金属氧化物催化剂和过氧化氢同时存在下与反渗透浓水反应；所
述负载型过渡金属氧化物催化剂制备方法如下：
1)向过渡金属盐的水溶液中曝氮气15～30min，然后加入络合剂形成混
合溶液，调节溶液的pH值为9.0～10.0；
2)将混合溶液及载体加入电解槽中，控制温度为20～25℃，给电极通电，
控制电压为1.5～7.5V；然后在电解槽的阴极区通入空气，空气流速2.0～3.5
L/min，当混合溶液的pH值降至4.5～5.0时停止反应；
3)用去离子水清洗催化剂颗粒，洗涤、干燥得到负载型过渡金属氧化物
催化剂。
2.如权利要求1所述的利用非均相类Fenton反应催化氧化处理反渗透浓
水的方法，其特征在于：所述过渡金属盐为铁盐、铜盐、钴盐和锰盐的混合物。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述的过渡金属盐中铁︰铜︰
钴︰锰的质量比例为60～80︰10～15︰3～13︰7～12。
4.如权利要求2所述的利用非均相类Fenton反应催化氧化处理反渗透浓
水的方法，其特征在于：所述铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、或硝酸亚铁。
5.如权利要求2所述的利用非均相类Fenton反应催化氧化处理反渗透浓
水的方法，其特征在于：所述铜盐、钴盐、锰盐均为硫酸盐、硝酸盐或氯化盐，
具体选自硫酸钴、氯化钴、硝酸钴、硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、硫酸铜、硝酸
铜、或氯化铜。
6.如权利要求1所述的利用非均相类Fenton反应催化氧化处理反渗透浓
水的方法，其特征在于：所述过渡金属盐的水溶液的物质的量浓度为0.02～
0.30mol/L。
7.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李常青，刘发强，杨岳，刘光利，江岩，巫树锋，梁宝锋，曹凤霞，王军，何琳，贾媛媛，张媛，文善雄，李扬，李晶蕊，荣树茂，周霞，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。