【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水处理，具体涉及一种废水处理用颗粒型金属基催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、对于工业废水处理，典型的采用高级氧化法，如芬顿试剂法，是通过双氧水和硫酸亚铁反应产生强氧化性的羟基自由基(oh·)去除有机污染物，而该技术存在的问题：①需要投加硫酸、硫酸亚铁、双氧水、液碱，加药操作复杂；②二次污染如三价铁泥量大；③h2o2和fe2+利用率不高等。
2、另外，高校实验室中一般采用非均相催化氧化，通过制备粉体催化剂来活化双氧水、过硫酸盐，效果很好，但普遍存在的最大的问题是，粉体催化剂难以在工程化中得到应用和推广(无法或难以回收再利用)，且过硫酸盐尤其是过一硫酸盐(pms)虽然效果非常好，但价格却非常贵，芬顿和类芬顿反应条件多为酸性。
3、因此，需要设计一种便于工程化应用且对有机污染物降解效果好的催化剂及氧化反应体系。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种废水处理用颗粒型金属基催化剂及其制备方法，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、将壳聚糖溶解在稀酸溶液中，再向其中加入过渡金属盐溶液，搅拌混合，得混合液；
5、s2、将步骤s1得到的混合液滴加到碱溶液中，析出产物，过滤后用去离子水洗涤，直至产物为中性，再烘干产物，得到固体颗粒；
6、s3、将步骤s2得到的固
7、进一步的，所述步骤s1中，稀酸溶液采用浓度为0.05mol/l的乙酸溶液、甲酸溶液、乳酸溶液、盐酸溶液中的任意一种。
8、进一步的，所述步骤s1中，过渡金属盐溶液采用过渡金属钴、锰、铁、铜或铈的乙酸盐溶液、甲酸盐溶液、乳酸盐溶液、盐酸盐溶液中的任意一种。
9、进一步的，所述步骤s2中，固体颗粒的粒径为4～10mm。
10、进一步的，所述步骤s3中，煅烧条件为：在惰性气体条件下，以2～10℃/min升温速率升到700～900℃，煅烧时间为2h。
11、具体的，上述废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
12、s1、将20～30g壳聚糖溶解在1000ml、0.05mol/l的乙酸溶液中，再向其中加入1～5g乙酸钴，搅拌混合2h，得混合液；
13、s2、将步骤s1得到的混合液通过分液漏斗滴加到2mol/l氢氧化钠溶液中，析出产物，保持30min后过滤，用去离子水洗涤，直至产物为中性，再在80℃的烘箱中干燥3h，得到固体颗粒；
14、s3、将步骤s2得到的固体颗粒置于管式炉中，在氮气条件下，10℃/min升温速率升到800℃煅烧，并保留2h，缓慢冷却至室温，即得颗粒型金属基催化剂。
15、本专利技术提供了一种颗粒型金属基催化剂，采用上述的制备方法制得。
16、本专利技术还提供了一种颗粒型金属基催化剂的应用，将上述的颗粒型金属基催化剂与亚硫酸盐溶液、碳酸氢钠溶液混合用于废水净化处理，所述亚硫酸盐溶液的浓度为1.83～10mmol/l，碳酸氢钠溶液的浓度为1～10mmol/l，所述颗粒型金属基催化剂、亚硫酸盐溶液、碳酸氢钠溶液、废水的质量比为100:115:42:250000～50:63:42:100000。
17、进一步的，所述颗粒型金属基催化剂、亚硫酸盐溶液、碳酸氢钠溶液、废水采用废水处理系统进行混合；所述废水处理系统包括罐体，所述罐体内部设有若干个用于盛装颗粒型金属基催化剂的催化剂篓以及用于支撑催化剂篓的支架，所述催化剂篓侧壁具有若干孔洞，所述罐体下部设有分别用于亚硫酸盐溶液、碳酸氢钠溶液、废水的进液口一、进液口二和进液口三，所述罐体内部设有进液管，所述进液管位于所述支架下方，且进液管的进液端与所述进液口一、进液口二、进液口三连通。
18、进一步的，所述进液管的下方设有曝气管，所述进液管的出液端开口朝下，所述曝气管的曝气口朝上。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
20、(1)本专利技术提供的这种颗粒型金属基催化剂选用壳聚糖和过渡金属盐为原料，从而可得到微球颗粒型的产物，再经煅烧后得到颗粒型的催化剂材料，其颗粒剂型有利于在废水处理工程化过程中进行反复稳定利用，大大节约了成本。
21、(2)本专利技术将颗粒型金属基催化剂与亚硫酸盐、碳酸氢盐构成处理废水的催化剂反应体系，利用颗粒型金属基催化剂中过渡金属离子催化亚硫酸盐产生硫酸根自由基(so4-·)和羟基自由基(oh·)等活性物种，从而使废水中的有机物彻底矿化或分解，达到净化废水的目的。
22、(3)本专利技术设计一种配合颗粒剂型催化剂的废水处理系统，可实现不停产对催化剂进行分批次更换，有效保证废水处理过程中催化剂活性，提高催化效率，而且颗粒催化剂不易流失，可反复稳定利用，节约成本。
23、以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
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1.一种废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，稀酸溶液采用浓度为0.05mol/L的乙酸溶液、甲酸溶液、乳酸溶液、盐酸溶液中的任意一种。
3.如权利要求1所述的废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，过渡金属盐溶液采用过渡金属钴、锰、铁、铜或铈的乙酸盐溶液、甲酸盐溶液、乳酸盐溶液、盐酸盐溶液中的任意一种。
4.如权利要求1所述的废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，固体颗粒的粒径为4～10mm。
5.如权利要求1所述的废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，煅烧条件为：在惰性气体条件下，以2～10℃/min升温速率升到700～900℃，煅烧时间为2h。
6.如权利要求1所述的废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.一种颗粒型金属基催化剂，其特征在于，采用如权利要求1～6任一项
8.一种颗粒型金属基催化剂的应用，其特征在于，将权利要求7所述的颗粒型金属基催化剂与亚硫酸盐溶液、碳酸氢钠溶液混合用于废水净化处理，所述亚硫酸盐溶液的浓度为1.83～10mmol/L，碳酸氢钠溶液的浓度为1～10mmol/L，所述颗粒型金属基催化剂、亚硫酸盐溶液、碳酸氢钠溶液、废水的质量比为100:115:42:250000～50:63:42:100000。
9.如权利要求8所述的颗粒型金属基催化剂的应用，其特征在于，所述颗粒型金属基催化剂、亚硫酸盐溶液、碳酸氢钠溶液、废水采用废水处理系统进行混合；
10.如权利要求9所述的颗粒型金属基催化剂的应用，其特征在于，所述进液管的下方设有曝气管，所述进液管的出液端开口朝下，所述曝气管的曝气口朝上。
...【技术特征摘要】
1.一种废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，稀酸溶液采用浓度为0.05mol/l的乙酸溶液、甲酸溶液、乳酸溶液、盐酸溶液中的任意一种。
3.如权利要求1所述的废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，过渡金属盐溶液采用过渡金属钴、锰、铁、铜或铈的乙酸盐溶液、甲酸盐溶液、乳酸盐溶液、盐酸盐溶液中的任意一种。
4.如权利要求1所述的废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，固体颗粒的粒径为4～10mm。
5.如权利要求1所述的废水处理用颗粒型金属基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，煅烧条件为：在惰性气体条件下，以2～10℃/min升温速率升到700～900℃，煅烧时间为2h。
6.如权利要求1所述的废...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴德明，李红，冷超群，魏朋，施卓，马慧芬，郭珍珍，
申请(专利权)人：武汉天源环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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