[发明专利]多相催化氧化催化剂、制备方法和用于处理含酚废水的方法

说明书

本发明公开了一种多相催化氧化催化剂、制备方法和用于处理含酚废水的方法，所述催化剂包括如下组成：载体为纳米铁改性半焦，活性组分为负载的有机酸络合金属铜和/或稀土金属铈。本发明制备的催化剂具有催化效率高、金属流失量小、稳定性好等特点，有利于将含酚废水中各类酚转化为小分子酸，提升废水生化性，同时去除废水中氨氮，降低废水处理成本。

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、制备方法，以及将其用于DNT废水脱酚除氨处理的方法。

背景技术

TDI(甲苯二异氰酸酯)装置包括DNT(二硝基甲苯)氢化制TDA(甲苯二胺)、TDA光气化制TDI等工序，DNT工序所产生的废水主要包含DNT、二硝基甲酚、氨氮等，DNT废水处理技术涉及方案较少，目前主要以焚烧或先预处理、再生化处理技术为主。而常规的预处理技术，如传统Fenton处理技术会产生大量铁泥，这些铁泥通常为危险固废，处理起来成本较高。利用无固废产生的多相催化氧化技术，可以大幅降低处理成本，去除抑制性物质DNT、二硝基甲酚，降低氨氮浓度，满足生化接收条件。预处理工艺的技术难点在于如何高效去除二硝基甲酚铵和DNT，同时利用产生的废气吹脱达到进一步去除废水中氨氮的目的，将废水生化性提升，而其中的关键在于多相催化氧化催化剂对于废水COD去除率及其稳定性。

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，所述催化剂可将二硝基甲酚、DNT去除率大大提升，催化剂金属流失量小、稳定性好，并且不产生二次污染。

本发明的另一目的在于提供这种多相催化氧化催化剂的制备方法。

本发明的再一个目的在于提供一种含酚废水的脱酚除氨处理工艺，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，所述催化剂包含载体和所述载体上负载的活性组分，所述载体为改性半焦(SCe)，所述活性组分为有机酸络合金属铜和/或稀土镧系金属，优选地，所述活性组分为有机酸络合金属铜和/或稀土金属铈。

在一个具体的实施方式中，所述有机酸选自乙二胺四乙酸(EDTA)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、柠檬酸(CA)或酒石酸(TA)中的至少任一种。

在一个具体的实施方式中，以所述载体总重量为基准，所述的金属铜含量为0.1～1.0wt％，优选为0.5wt％；所述的稀土金属铈含量为0～1.0wt％，优选为0.5wt％。

在一个具体的实施方式中，所述改性半焦(SCe)为纳米零价铁改性的半焦；优选地，所述改性方法包括：(1)取SCe样品，用浓硫酸和浓硝酸进行预处理，取预处理后SCe和纳米零价铁按照质量比为20-100:1混合，优选20-50:1，投加去离子水制备成1％-10％的混合液，在30-60℃超声30-120min；然后放置在恒温干燥箱75-85℃干燥得到浆状物，取浆状物压粒；将颗粒放置在钛合金氧化反应管中，通入水蒸气5-20mL/min，反应温度控制在120-280℃，优选180-200℃下反应5-12h、优选6-8h，冷却至室温，用去离子水洗涤3-5遍，再用无水乙醇洗涤3-5遍，在恒温干燥箱中105℃干燥2-3h，得到改性半焦载体；更优选地，所述纳米零价铁的平均粒径为10-50nm，纯度大于99.9％，比表面积大于20m²/g，进一步优选为球型晶型。

在一个具体的实施方式中，所述有机酸络合金属铜及稀土金属铈的制备方法包括：取氯化铈与氯化铜按照质量比0～1混合，将有机酸与金属混合物按照质量比为5：(0.1-2)混合，然后加入去离子水制备成混合液，例如为0.2g/mL的混合液，搅拌均匀，在氮气氛围下加热超声，在30～80℃、优选60～75℃温度条件下反应0.5～5h、优选3～4h，得到有机酸络合金属铜和/或稀土金属铈。

本发明的另一方面，前述的多相催化氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：