[发明专利]一种含醛废水的处理方法及其多相催化氧化催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种含醛废水多相催化氧化处理方法，该方法包括：将含醛废水与多相催化氧化催化剂接触进行反应，该催化剂包括如下组成，载体为改性碳纳米管，负载有机酸络合金属锰及稀土金属铈。该方法所采用的催化剂具有催化效率高、金属流失量小、稳定性好等特点，有利于将含醛废水中各类醛转化为小分子酸，提升废水生化性，降低废水处成本。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种多相催化氧化催化剂及其制备方法，以及将其用于含醛废水处理的方法。

背景技术

柠檬醛主要用于配置柠檬、柑橘和什锦果型香精，亦为合成紫罗兰酮的主要原料。柠檬醛废水处理技术涉及方案较少，目前主要以预处理+生化处理技术为主。常规预处理技术如Fenton产生大量铁泥，通常为危险固废，整体成本较高。利用无固废产生的催化氧化技术，可以大幅降低处理成本，去除抑制性物质异戊烯醛、异戊烯酸、柠檬醛中间体及其同分异构体、缩醛及其同分异构体，满足生化接收条件。预处理工艺的技术难点在于去除抑制性物质至生物可承受的范围内，进一步去除聚合类有机物，将废水生化性由0.1提升至0.4以上。

丙烯酸是最简单的不饱和羧酸，其聚合物用于合成树脂、合成纤维、高吸水性树脂、建材、涂料等。丙烯酸生产过程中会产生大量有毒有害的废水，其中一股主要含甲醛、丙烯醛、丙烯酸等物质，一般废水的化学需氧量(COD值)高达几万毫克每升，水质波动大，很难处理。目前，丙烯酸废水处理技术主要包括焚烧处理技术、生化处理技术以及湿法催化氧化技术。焚烧处理成本较高，工业化推广较难。生化处理技术成本低，但去除抑制性物质甲醛成为预处理工艺的技术难点，并且由于废水中含有对微生物具有毒害作用的物质，又缺乏营养元素，直接采用生化法处理这类废水，特别是对高浓度的丙烯酸废水效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多相催化氧化催化剂及其制备方法，本发明催化剂可将醛类去除率提升至95％以上，催化剂稳定性好，并且不产生二次污染。

本发明的另一个目的在于提供一种含醛废水的处理方法，处理方法简单易行，处理效率高。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种多相催化氧化催化剂，其特征在于，该催化剂包括如下组成，载体为改性多壁碳纳米管(MWCNTs)，负载有机酸络合金属锰及稀土金属铈。

优选地，所述有机酸为戊二酸、丁二酸、乙二酸中的一种或几种；

优选地，金属锰含量为0.1～5.0wt％，优选2.0～3.0wt％；稀土金属铈含量为0.1～5.0wt％，优选1.0～2.0wt％；

优选地，根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述多壁碳纳米管采用零价纳米铁进行改性，改性方法包括：(1)未改性多壁碳纳米管(MWCNTs)与浓H2SO4、浓HNO3混合，搅拌，离心去除酸溶液，然后水洗至中性；(2)将酸改性的碳纳米管与零价纳米铁和去离子水按质量比为5:(0.5-2):(5-10)混合，搅拌2-8h得到浆状物，压粒至1-10mm粒径颗粒，干燥；(3)将颗粒状物质放置在氧化反应管中，通入水蒸气，反应温度控制在120-280℃，优选150-200℃下反应5-12h、优选6-8h，冷却至室温，洗涤，干燥，得到改性载体。

优选地，步骤(1)未改性多壁碳纳米管(MWCNTs)与浓H2SO4和浓HNO3混合质量比(2-3):(4-6):(1-2)。

优选地，步骤(1)未改性多壁碳纳米管(MWCNTs)与浓H2SO4、浓HNO3混合搅拌时间6-12h，离心转速5000-8000r/min。

优选地，步骤(3)中通入水蒸气的量为10-25mL/min；洗涤用去离子水洗涤3-5遍，再用无水乙醇洗涤3-5遍，干燥是在恒温干燥箱中100-110℃干燥2-3h，得到改性载体。