[发明专利]催化湿式氧化处理丙烯酸废水催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及以复合TiO₂为载体，使用氨水、(NH₄)₂CO₃、NH₄HCO₃、尿素、Na₂CO₃及NaHCO₃等对载体进行改性处理，以贵金属Ru、Pt及稀土氧化物CeO₂、La₂O₃为活性组分的负载型催化剂及其制备方法，用于催化湿式氧化处理丙烯酸废水，属于水处理技术和环境功能材料领域。

背景技术

丙烯酸废水的COD通常在20000～40000mg/L。目前，丙烯酸废水的处理方法主要有三种：活性污泥法、焚烧法、湿式氧化法。但活性污泥法占地面积大，不适合处理COD在10000mg/L以上的废水，另外丙烯酸废水中含有的醛类对微生物有毒害作用；焚烧法成本较高；湿式氧化法是一种处理高浓度有机废水的高效处理方法。

湿式氧化法(Wet Air Oxidation，简称WAO)是从20世纪50年代发展起来的一种重要的降解有毒、有害、高浓度有机废水的有效处理方法。它是在高温(150～350℃)和高压(0～20MPa)条件下，以空气中的氧气为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为CO₂和H₂O等无机物或小分子有机物的化学过程；在此过程中没有NO_x、SO₂和HCl等有害气体排出。WAO工艺最初由美国的F.J.Zimmermann于1958年提出，并取得了多项专利，故也称齐默尔曼法。该法自问世以来首次用于处理造纸黑液废水，现已在世界范围内得到广泛应用，迄今为止已有200多套工业装置在160多个国家和地区运行。

传统的湿式氧化技术需要较高的温度和压力以及相对较长的停留时间，尤其是对于某些难于被氧化的有机化合物，反应条件要求更为苛刻。因此，自20世纪70年代以来，人们在传统的湿式氧化基础上，发展起了催化湿式氧化技术(Catalytic Wet Air Oxidation，简称CWAO)，即向体系中加入催化剂，以降低反应的温度和压力，提高反应效率。催化湿式氧化法由于具有反应条件温和、处理效率高、反应速度快、装置小、适用范围广、一定条件下可实现自热及二次污染低等优点，是处理丙烯酸废水的极有发展前景的技术之一。

目前对于高浓度丙烯酸废水有以下工艺：(1)碱金属脱醛→厌氧→好氧，公开号：CN102491582A；(2)电催化氧化→综合调节池→脉冲厌氧反应池→接触氧化池→二沉池，公开号：CN101973668A；(3)集水池→电催化氧化装置→综合调节池→UASB反应器→接触氧化池→二沉池，公开号：CN201864642U；(4)电渗析→生化→萃取→精馏，公开号：CN101269899A；(5)电解→厌氧反应器→好氧反应器，公开号：CN1948189A；(6)反渗透膜分离→精馏，公开号：CN1903738A。但是以生化法为主体的工艺占地面积较大且产生大量的活性污泥，电催化及电渗析方法耗电量较大，相比以上方法，催化湿式氧化法占地面积小，当入水COD超过20000mg/L时可实现自热，且二次污染较低。

发明内容

针对上述问题,本发明提供一种催化湿式氧化处理丙烯酸废水催化剂及其制备方法和应用,所述催化剂具有高活性、高稳定性的性能。

本发明所采用的技术方案为：

一种催化湿式氧化处理丙烯酸废水催化剂，所述催化剂以复合TiO₂为载体,复合TiO₂选自TiO₂-CeO₂-La₂O₃或TiO₂-CeO₂或TiO₂-La₂O₃，使用氨水、(NH₄)₂CO₃、NH₄HCO₃、尿素、Na₂CO₃或NaHCO₃中的一种或两种以上的溶液对复合TiO₂载体进行改性处理,再于改性后的载体上担载活性组分,所述活性组分为Ru和/或Pt。

复合TiO₂载体采用共沉淀法制备；