[发明专利]一种非均相催化氧化含硫化物污水处理方法

说明书

本发明公开了一种非均相催化氧化含硫化物污水处理方法，属于污水脱硫技术领域。本发明方法以空气为氧化源、在常温常压条件下运行、使用固体非均相催化剂、不通过紫外光、超声、臭氧等高能耗辅助手段来实现污水脱硫的方法，其中固体非均相催化剂以过渡金属复合配合物为活性组分的负载型催化剂，在脱硫装置中，含硫污水、空气和以及固体催化剂，发生气、液、固三相共同参与的非均相催化氧化反应，将污水中的硫化物氧化为单质硫和更高价态的硫化合物。本发明方法在常温、常压的温和条件下，可实现水中硫化物的氧化去除。

技术领域

本发明属于污水脱硫技术领域，具体涉及一种以空气为氧化源、在常温常压条件下运行、使用固体非均相催化剂、不通过紫外光、超声、臭氧等高能耗辅助手段来实现污水脱硫的方法。

背景技术

含硫污水危害人体健康、腐蚀设备、影响污水处理生化单元稳定性。含硫污水具有普遍性，石油炼化、制革业、纺织业、农场、食品厂、废水处理场、垃圾站、油漆车间、造纸厂、塑料和树脂制造等行业，都可产生含硫污水。污水脱硫技术有：汽提法、沉淀剂法、金属氧化物吸附法、湿式氧化法、芬顿氧化法、电凝法、生化法、光催化氧化法、空化辅助法和氧化剂法等。其中，汽提法、湿式氧化法、电凝法、空化辅助法和光催化氧化法能耗高；沉淀剂法、金属氧化物吸附法、芬顿氧化法和氧化剂法均需向污水中添加药剂，或经常性更换填料，原料成本高，且存在二次污染风险；生化法占地面积大，抗冲击性能差，对pH和硫化物浓度波动耐受性差。

催化氧化脱硫技术目前已被广泛应用于油品以及气体脱硫，包括分子筛-过氧化氢催化体系、PDS催化体系、络合铁催化体系以及栲胶-偏钒酸钠催化体系等。催化氧化脱硫体系具有运行费用低、运行条件安全以及氧化效率高等优点。但就目前来说，可应用于污水中硫化物脱除的催化氧化方法报道并不多，使用空气作为唯一的氧化源、且不使用紫外、高温高压辅助的污水硫化物催化氧化脱除方法的报道更是十分罕见。目前仅有的报道中，使用的催化剂都是水溶性的，催化反应都是属于均相催化，而催化剂在污水中溶解流失非常严重，造成了这类方法和使用药剂去除硫化物一样面临成本与二次污染的窘境。

发明内容

本发明针对目前污水脱硫方法能耗高、占地大、反应条件苛刻、安全性差、药剂使用量大等问题和不足，提供了一种以空气为唯一的氧化源、不使用高耗能手段辅助、对污水中硫化物进行非均相催化氧化去除的处理方法，利用本发明提供的污水脱硫处理方法，可以低运行能耗来实现污水中硫化物的去除，运行条件简单、安全，装置对场地适应性强，无二次污染风险。

为解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案予以实现：

一种非均相催化氧化含硫化物污水处理方法，包括：以负载的过渡金属复合配合物催化剂作为非均相催化剂，以空气为唯一的氧化源，在常温常压条件下，在脱硫装置内装填非均相催化剂，再将空气引入脱硫装置内，含硫化物污水进入后形污水、空气、催化剂的气液固三相混合，发生非均相催化氧化反应，在催化剂的活化作用下，空气中的氧以及污水中溶解的氧将污水中的硫化物氧化为单质硫或更高价态的含硫化合物，以达到脱除硫化物的目的；处理后的污水经装置放液口排出，催化剂留在装置内反复使用；

所述的非均相催化剂的有效活性成分为过渡金属复合配合物，以XYL形式表示：其中X组分为Fe、Co、Mn、Cu、V、Cr、Ni、Ru、Pt、Ph、Pb和Ti中的一种；Y组分为Fe、Co、Mn、Cu、V、Cr、Ni、Ru、Pt、Ph、Pb和Ti中与X组分不同的一种；L组分为配体组分，选自卟啉、酞菁、硫离子、碘离子、氯离子、溴离子、硫氰酸根、联吡啶和1,10-邻二氮杂菲中的一种或两种的组合。

上述非均相催化氧化含硫化物污水处理方法中，所述的非均相催化剂优选以二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、分子筛、活性炭或硅藻土为载体，通过浸渍法获负载活性组分，催化剂粒径优选为50mm至200目。

所述的非均相催化剂优选由如下方法制备得到：