一种催化氧化处理邻甲酚废水的方法技术

一种催化氧化处理邻甲酚废水的方法，是高浓度邻甲酚废水在生化处理前的预处理方法，即用０．２～０．７ｗｔ％的催化剂纳米Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］和５～１５ｗｔ％的氧化剂Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］在ＰＥＧ存在条件下于４０～８０℃处理４～６小时，分离后废水中９５％以上的邻甲酚被去除，可直接进行生化处理，同时回收催化剂循环使用。纳米Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］的制备方法是ＦｅＳＯ↓［４］溶液在Ｎ↓［２］保护下升温至５０～７０℃，滴加Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］至红棕色，再滴加ＮａＯＨ溶液至反应液ｐＨ≥１２，１６０～１８０℃反应１０～１２小时，冷却后分离、洗涤并干燥。本预处理方法工艺简单、操作方便、安全，邻甲酚去除率高，催化剂用量少、活性高，方便回收循环使用，无二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业含酚废水的处理方法，特别涉及催化氧化处理方法及其催化剂的制 备方法。具体地说是。二、
技术介绍
随着农药科技发展速度的不断提高，世界上的农药品种也越来越多，至今已有1500多 个商品农药在市上流通，通常的也有三四百种。在农药的生产过程中含酚废水的处理一直是较头痛的问题，其中主要的含酚物是含有酚 基的化合物，如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。酚基化合物是一种原生质毒物，可使蛋 白质凝固，对人类、水生生物及农作物都有极大的危害。水中酚的浓度达到0.1 0.2mg/L时， 鱼肉即有异味，不能食用；浓度达到lmg/L时，会影响鱼类产卵，含酚5 10mg/L，鱼类就 会大量死亡。饮用水中含酚能影响人体健康，即使水中含酚浓度只有0.002mg/L，用氯消毒 也会产生氯酚恶臭。通常称浓度1000mg/L以上的含酚废水为高浓度含酚废水，由于废水中含有大量的其他 有机物，盐类等并难以分离，所以不能循环使用，也难以回收酚。农药行业含酚废水的处理主要是采用生化法和物理吸附法，生化法对高浓度的含酚废水 处理效果不好，仍会造成污染。所以高浓度含酚废水不能直接进行生物处理。物理吸附法主 要采用活性炭吸附，其对含酚废水有较好的除去，但只是将酚有机物浓縮后燃烧处理，没有 将其彻底进行无害化处理，易造成二次污染。而且活性炭再生困难，处理费用高。三、
技术实现思路
本专利技术针对高浓度含酚废水不能直接进行生化处理的缺陷，旨在提供一种预处理方法以 降低废水中酚的浓度，所要解决的技术问题是遴选预处理的工艺方法。本专利技术预处理的对象是高浓度邻甲基苯酚(邻甲酚)废水，即废水中邻甲酚浓度 ^1000ppm (》1000mg/L)，选择催化氧化的处理方法将邻甲酚的浓度降至生化处理允许的 范围之内。也就是本处理方法是高浓度邻甲酚废水在生化处理之前的一个预处理方法。所述的催化氧化是一种非均相催化氧化，即高浓度邻甲酚废水用催化剂纳米四氧化三铁 (Fe304)和氧化剂过氧化氢(H202)在聚乙二醇(PEG)存在条件下于40 80。C处理4~6小 时，以废水的重量计，添加0.2 0.7y。的FeA和5 15呢的H202， PEG的添加量为Fe304重量的0.5~1.0%，试验表明，PEG3000-6000均可使用。鉴于&02对热不稳定，所以应分批、 次加入。预处理后废水中95%以上的邻甲酚被去除，分离后可直接进行生化处理，催化剂可循环 使用。邻甲酚的分析测定按国标GB7491-1987规定的方法进行。催化剂纳米Fe304的制备方法以硫酸亚铁(FeS04)为原料，包括溶解、氧化、分离、洗漆 和干燥，所述的溶解是将FeS04逐步溶于蒸馏水中形成溶液，所述的氧化是FeS04溶液在(氮 气)N2保护下升温至50 7(TC，搅拌下缓缓滴加仏02至反应液呈红棕色停止滴加，然后再缓 缓滴加氢氧化钠(NaOH)溶液至反应液pH》12，此时反应液呈黑色，继续升温至160—180 i:搅拌反应10~12小时，冷却，固液分离，依次用蒸馏水和无水乙醇洗漆固相，最后真空干燥，得到黑色纳米Fe304 。本预处理方法的工艺过程容易实现，易于操作。直接处理废水，无需调节被处理废水的 pH值；操作条件安全、常压、40~80°C、过氧化氢浓度15~20%，反应温和无危险。邻甲酚 的去除率高(模拟废水去除率为99.61%、实际废水去除率为95.96%)。催化剂的组成元素仅为铁、氧，不加其它成份，原料价格低廉且制备简单；催化剂的 比表面积大(~35 m7g.)、催化活性高；催化剂的用量小，是固态过滤回收容易而且可保 持催化活性能循环使用，不会产生催化剂的二次污染。四附图说明图1、图2、图3依次是催化剂纳米Fe304的透射电镜图(TEM)、 X衍射图(XRD)和红 外光谱图。图1表征了 FeA纳米粒子。根据图2用Scherrer公式计算，粒子平均粒径24mn。图3中特征吸收峰3413cm—'，对应于Fe304粒子上悬挂的-0H的振动峰，说明有吸附的痕迹水存在；特征吸收峰1632cm—1为-0H的弯曲振动，表现为Fe (0H) 2， Fe (0H) 3或FeOOH中的-OH;特征吸收峰1410cm—'是空气中的二氧化碳与颗粒表面结合形成的C0/—的对称伸縮振动谱带；特征吸收峰591cm—'和452cm—1为Fe-O键的伸縮振动带，较接近594cnf1的Fe304的特征吸收峰表明Fe304粒子的存在，从图中可以看出FeA微粒较为纯净。五具体实施方式(一)催化剂纳米Fe304的制备1、 将3g FeS04溶解在30ml蒸馏水(室温)中，FeS04逐步溶解，且溶液颜色由淡绿色逐渐 变为淡黄色。2、 在N2保护下，恒温水浴锅温度为6(TC下，将FeS04溶液倒入装有搅拌器的三口烧瓶中，缓慢搅拌下并滴加仏02(15%)溶液，反应液颜色由淡黄色_ 橘黄fe_ 棕红色(约15min消耗约0.8ml H202)3. 反应片刻后，用滴定管缓慢滴加lmol/L的NaOH溶液，至pH:12，约需40ml (lmol/L的 國)溶液。滴加NaOH:10ml左右时，反应液颜色由棕红色_ 红褐色25ml左右时，反应液颜色由红褐色_^墨绿色40ml左右时，反应液颜色由墨绿色_^黑色4. 在三口烧瓶中继续反应15min后在将反应液倒入反应釜中，继续升温，在170。C下反应 12h，冷却，过滤分离。5. 对反应产物用蒸馏水洗4遍(抽滤)，无水乙醇洗3遍(抽滤)，洗涤后在真空干燥箱中 烘干4h得纯黑色固体(约lg )(二)邻甲酚废水预处理1、 模拟邻甲酚废水实验，即实验室配制邻甲酚浓度为1000ppm废水A) 500mL三口烧瓶中加入0.8g的催化剂、聚乙二醇-4000 (催化剂重量的0.8%)，再将300mL 模拟废水加入三口烧瓶，搅拌、水浴加热(70 8(TC)，分三次缓慢滴加15% H202 36mL (第一 次加30mL、 2小时后加3mL、 3小时后加3mL)，反应时间为4小时。B) 按照国标(GB7491-1987)测定邻甲酚，其浓度为3. 92卯m。模拟废水中邻甲酚的去除率(R)为R= (1000-3.92) /1000X100%=99. 61%2、 催化剂循环使用的实验结果催化剂循环使用次数1234平均值反应前邻甲酚浓度(ppm) 反应后邻甲酚浓度(ppm) 邻甲酚去除率(％)1000 3.92 99.611000 2, 32 99. 771000 1.84 99.821000 1.77 99. 821000 2.46 99.763、工业邻甲酚废水实验(1)在500mL三口烧瓶中加入1.0g催化剂、聚乙二醇_4000 (催化剂重量的0.8%) 、 300mL工业废水(安徽华星化工股份有限公司提供含邻甲酚1150ppm)，开启搅拌、水浴加热(80°C)，反应液逐渐转变为白色乳浊液。缓慢滴加15免HA (30mL)，反应液逐渐转变为灰黑色并伴有泡沫生成；2小时后滴加仏02 (5mL)，反应液逐渐转变为棕黑色；3小时后再加仏02(5mL)，反应液逐渐转变为棕黄色；反应4小时后，反应液呈淡黄色。过滤氧化降解后的反应液，滤液按照国标(GB7491-1987)测定邻甲酚，剩余邻甲酚的浓度为50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化氧化处理邻甲酚废水的方法，是高浓度邻甲酚废水在生化处理前的非均相催化氧化预处理方法，其特征在于：所述的预处理是以高含酚废水为对象，在催化剂Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］和氧化剂过氧化物的作用下，废水中的酚被催化剂与氧化剂吸附降解，废水中酚的去除率大于９５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柴多里，刘元声，杨保俊，许峰，
申请(专利权)人：合肥工业大学，安徽华星化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]