改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H制造技术

本发明专利技术涉及一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H

【技术实现步骤摘要】
改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法
本专利技术属于水污染控制领域，涉及一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法。
技术介绍
2003年以来，中国城市生活垃圾的焚烧处理比例逐年上升，2020年，城市生活垃圾处理当中焚烧发电的比例要占到50％以上。但是垃圾焚烧后不可避免的产生副产物-炉渣，垃圾焚烧炉渣与一般炉渣(主要指冶金过程产生的炉渣)差别较大，主要包括熔渣、金属、陶瓷类碎片、玻璃和其它一些不可燃物质，以及未燃的有机物所组成的不均匀混合物。根据报道，每吨生活垃圾焚烧会产生20％左右的炉渣。随着垃圾焚烧炉渣产生量的不断不高，急需开发其资源化利用的途径。另一方面，为控制水污染，开发出了各种各样的基于生物、化学和物化的治理方法。其中，Fenton技术便成为水污染控制领域的研究热点之一。其反应机理主要是通过Fe2+和H2O2生成高反应活性的·OH，从而引发一系列链式反应来降解有机物。为解决传统Fenton氧化技术pH适用范围窄，产泥量大的问题，许多研究利用非均相的铁基和铝基类Fenton体系来代替亚铁盐，这些非均相催化剂所用催化剂主要包括零价铁、零价铝、铁氧化物(Fe2O3，γ-FeOOH，Fe3O4、绿绣等)。生活垃圾焚烧炉渣从化学成分上看属于SiO2-Al2O3-CaO-Fe2O3体系，其中铁氧化物、铝氧化物等金属氧化物都是催化H2O2的有效成分，但目前仍无利用生活垃圾炉渣催化H2O2的报道，其主要原因有：①是生活垃圾炉渣经高温焚烧后呈现出玻璃态，金属氧化物很难溶出；②其成分过于复杂，其中40％以上的SiO2和20％左右的CaO对H2O2不仅几乎无催化效果，还会猝灭羟活性氧化物种(例如羟基自由基)的生成。因此，需要找到一种对生活垃圾焚烧炉渣进行改性处理的方法，提高其催化H2O2效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法，本专利技术提供的改性方法成本低，处理有机废水效果好。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：1.一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法，包括以下步骤：S1、把球磨珠、炉渣和碳酸钠按重量比为15～20∶1∶0.3～0.6的比例放入球磨罐中，盖上盖子，在转速为550rpm的速度下磨10～30min，对炉渣进行破碎；S2、把球磨后的炉渣放进马弗炉中，在750～900℃进行焙烧2h；S3、把冷却后的炉渣取出，放进70～80℃的弱酸性溶液中，用搅拌器搅拌30～60min后过滤，溶出铁酸钠和铝酸钠，而硅酸钙(2CaO·SiO2)很难溶出；S4、在过滤后的上清液中加入过量的碱溶液，然后离心过滤，在60～80℃的条件下对滤渣干燥4～6h；S5、在反应器中泵入有机废水，调节有机废水的pH为3.0～4.0后，加入摩尔浓度为0.1～0.5mmol/L的H2O2，然后将经S4步骤处理后的铁铝氧化物投加入反应器内，炉渣投加量为1～10g/L，反应一定时间，有机废水即可得到处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中，S3中，所述弱酸性溶液为pH为5.0～6.0的乙酸、草酸的一种。3.根据权利要求1所述的方法，其中，S4中所述碱溶液为KOH或者NaOH的一种溶液。本专利技术的技术原理是利用碳酸钠与生活垃圾焚烧炉渣中的铁、铝氧化物在高温下易生成可溶解的铁酸钠和铝酸钠，从而把炉渣中有H2O2催化活性的成分提取出来，用于后续有机废水的处理。与现有技术相比，本方法的有益效果在于：1、把生活垃圾焚烧炉渣中有催化活性的铁、铝氧化物提取出来催化H2O2，以废治废、变废为宝。2、避免了传统类芬顿反应中用昂贵化学试剂做铁、铝前驱体，所制备催化剂成本低、催化效果好。附图说明图1：本专利技术和原炉渣降解有机废水的对比图具体实施方式以下结合具体实施例和附图来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。本专利技术提供一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法，包括以下步骤：S1、把球磨珠、炉渣和碳酸钠按重量比为15～20∶1∶0.3～0.6的比例放入球磨罐中，盖上盖子，在转速为550rpm的速度下磨10～30min，对炉渣进行破碎。S2、把球磨后的炉渣放进马弗炉中，在750～900℃进行焙烧2h，在此温度下碳酸钠与炉渣中的Al2O3和Fe2O3的反应占主导(反应1和2)，主要生成易水解的铁酸钠(Na2O·Fe2O3)和铝酸钠(Na2O·Al2O3)S3、把冷却后的炉渣取出，放进70～80℃的弱酸性溶液中，用搅拌器搅拌30～60min后过滤，此时铁酸钠和铝酸钠溶出，而硅酸钙(2CaO·SiO2)很难溶出。S4、在过滤后的上清液中加入过量的碱溶液，然后离心过滤，在60～80℃的条件下对滤渣干燥4～6h。S5、在反应器中泵入有机废水，调节有机废水的pH为3.0～4.0后，加入摩尔浓度为0.1～0.5mmol/L的H2O2，然后将(S4)处理后的铁铝氧化物投加入反应器内，炉渣投加量为1～10g/L，反应一定时间，有机废水即可得到处理。优选的，S3中，所述润酸性溶液为pH为5.0～6.0的乙酸、草酸的一种。优选的，S4中所述碱溶液为KOH或者NaOH的一种溶液。实施例1本专利技术按照以下方法进行：S1、把球磨珠、炉渣和碳酸钠按重量比为15∶1∶0.4的比例放入球磨罐中，盖上盖子，在转速为550rpm的速度下磨30min，对炉渣进行破碎。S2、把球磨后的炉渣放进马弗炉中，在800℃进行焙烧2h。S3、把冷却后的炉渣取出，放进80℃的pH为5.0的草酸溶液中，用搅拌器搅拌60min后过滤，此时铁酸钠和铝酸钠溶出，而硅酸钙(2CaO·SiO2)很难溶出。S4、在过滤后的上清液中加入过量的碱溶液，然后离心过滤，在60℃的条件下对滤渣干燥6h。S5、在反应器中泵入1L含有50ppm的对乙酰氨基苯酚的废水，调节有机废水的pH为4.0后，加入摩尔浓度为0.2mmol/L的H2O2，然后将(S4)处理后的铁铝氧化物投加入反应器内，炉渣投加量为5g/L，反应2h的处理效果如下表所示：表1对乙酰氨基苯酚去除的效率时间/min0103060120去除率(％)013.457.595.697.7对比例1与实施例1的区别在于，把炉渣进行球磨30min破碎后，直接进行(S5)使用原生活垃圾焚烧炉渣做催化剂，废水降解条件与对比例1相同，其对比效果如图1所示，可见本专利技术提供的方法能大大提高炉渣的催化效果。本专利技术的技术原理是利用碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H

【技术特征摘要】
1.一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法，包括以下步骤：
S1、把球磨珠、炉渣和碳酸钠按重量比为15～20∶1∶0.3～0.6的比例放入球磨罐中，盖上盖子，在转速为550rpm的速度下磨10～30min，对炉渣进行破碎；
S2、把球磨后的炉渣放进马弗炉中，在750～900℃进行焙烧2h；
S3、把冷却后的炉渣取出，放进70～80℃的弱酸性溶液中，用搅拌器搅拌30～60min后过滤；
S4、在过滤后的上清液中加入过量的碱溶液，然后离心过滤，在60～80℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云飞，徐剑晖，吕小梅，李衍亮，吴琪，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44