[发明专利]一种催化去除煤化工高含盐废水中COD复合催化膜的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种去除煤化工高含盐废水中COD复合催化膜的制备方法，尤其是涉及一种催化去除煤化工高含盐废水中COD复合催化膜的制备方法，该复合膜由LDH纳米片和纳米Fe₃O₄‑MoS₂催化剂层层堆叠形成，具体方法：首先称取LDH纳米片超声分散于去离子水中，再称取纳米Fe₃O₄‑MoS₂催化剂超声分散于去离子水中，然后逐滴加至上述LDH纳米片分散液中，超声后用真空抽滤装置将混合分散液抽滤负载至PVDF薄膜上，干燥后即可制成Fe₃O₄‑MoS₂/LDH/PVDF复合催化膜；本发明的复合催化膜采用压力自组装法制备，具有操作简单、成本低廉、可重复使用、不产生二次污染等特点。将本发明制得的复合催化膜应用于煤化工高含盐废水中COD的去除，COD去除率为96～98％。

技术领域

本发明涉及一种去除煤化工高含盐废水中COD复合催化膜的制备方法及应用，尤其是涉及一种催化去除煤化工高含盐废水中COD复合催化膜的制备方法以及该复合催化膜在去除高含盐废水COD中的应用。

背景技术

2015年，我国环境保护部曾经针对煤化工产业出台了《现代煤化工建设项目环境准入条件(试行)》，其中明确提出了所有煤化工的项目以后都要在其产生废水的处理技术、方案以及产物的利用与处置这方面有应对措施，煤化工行业要在整个化工产业中承担废水处理的示范任务。煤化工高盐废水是生产过程中最终工段汇集成的一类水，主要由循环水的排污水、脱盐水的离子交换酸碱水及其它工艺装置排污水(废碱液装置排水、煤气化装置煤气洗涤废水等)。水源的主要特点有：(1)高含盐量：含盐量为5000mg/L-6000mg/L；(2)水质波动大：废水由多股废水组成、水质差异较大，水量波动也较大；(3)污染物种类多：有机物、细菌、氨氮、无机盐、Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、SO₄^2-、SiO₂、F^-等，特别是污水中有机物含量高；(4)可生化性差，含有酚类化合物、稠环芳烃、萘、吡咯、联苯、油等有毒有害难降解有机物。这类废水如果未经处理就排放会造成水环境污染物的富集，对生态环境造成危害。因此，从受污染的水系统中有效地去除各类污染物已经成为了当前的研究趋势。迄今为止，废水处理已经有了包括物理/生物吸附、化学沉淀、膜过滤和结晶在内的许多方法。在这些方法中，膜过滤技术因其高分离效率、低能耗、工艺简单、节省空间和对环境无污染而被认为是最受欢迎的水处理技术之一。但是，在煤化工高含盐废水分质提盐工艺中高COD会影响盐的纯度和色泽，达不到工业盐的标准，所以，如何降低含盐废水中COD含量非常重要。目前常用于去除废水中COD技术有生物法、物化法等，其中高级化学氧化技术是克服了普通化学氧化法存在氧化能力不强、选择性低且一次性投资大等不足，具有处理效率高、反应迅速、二次污染小等特点。利用Fe²⁺活化过氧化氢的体系能够产生强氧化性的羟基自由基并用于有机污染物的降解。尽管芬顿体系具有操作简单和氧化能力强等优点，但其仍严重受限于诸多缺陷，如pH适用范围窄(2.5-3.5)、形成大量铁泥、Fe³⁺/Fe²⁺循环受阻及羟基自由基半衰期短等。目前还没有更好的解决上述缺陷的方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种制作方法独特、操作简单、成本低廉、可重复使用、不产生二次污染等特点且催化剂活性组分多、高度分散的一种催化去除煤化工高含盐废水中COD复合催化膜的制备方法。

本发明的另一个目的是利用制备的复合催化膜解决现有技术中含盐废水中COD过高、催化剂稳定性差、盐离子易导致羟基自由基失活等问题的复合催化膜在去除高含盐废水COD中的应用。

本发明通过如下方式实现：