[发明专利]一种含钒废水处理方法、含钒催化剂及制备方法、应用

说明书

本发明提出了一种含钒废水处理方法，包括如下步骤：将壳聚糖溶液加入到搅拌状态的含钒废水中；将石灰加入到含钒废水中，至pH为9.5～10；加入草酸溶液至pH为8～9；固液分离，得到包含钒离子及其他金属离子的固体物质。本发明还提供了一种含钒催化剂及其制备方法、应用。本发明还提供了一种反应装置。本发明的含钒废水处理方法，可有效降低废水中钒、铬等离子的含量；本发明的含钒催化剂，催化性能优异，重复利用性强，可实现钒、铬等多种金属的固定化，避免金属离子从催化剂晶格中泄露，避免二次污染；含钒催化剂机械强度优异，在使用过程中不发生形变或破碎等问题，应用场景广泛。

技术领域

本发明涉及废水处理与再利用技术领域，特别涉及一种含钒废水处理方法、含钒催化剂、含钒催化剂的制备方法及含钒催化剂应用。

背景技术

钒是一种重要的合金元素，主要用于钢铁工业，含钒钢具有强度高、韧性大、耐磨性好等特点。虽然钒在自然界分布广泛，但是钒矿的组成较为复杂，钒矿通常混合在钛磁铁矿、含钒铁矿、含钒磷矿等矿床中，无论采用哪种方式从钒矿中提取钒，在提矿过程中产生的废水中都会含有一定浓度的高价钒，对环境危害严重，因此含钒废水的处理是钒矿提取的研究热点和难点。而且在含钒废水处理过程中产生的污泥中除含有大量的钒之外，还含有其它种类的金属离子，造成污泥处置过程繁杂，通常作为危废处理。

目前对含钒废水的处理要点，一方面是钒离子和其它重金属离子的高效分离，使废水中金属离子的含量控制在合格标准之下，另一方面是分离后的含钒污泥如何合理处置，避免其造成泄漏而引起二次污染。目前对含钒废水的处理方法主要分为物理法、化学法、物理化学法和生物法，物理法主要是依靠硅藻土、活性炭等多孔材料进行吸附，该类方法应用较为简单，但工艺流程长、投资较大、运行成本较高且带来二次污染；化学法主要是利用铁屑、二氧化硫等试剂进行反应后再沉降，这些方法应用成熟，但工艺流程长，大多投资大、运行成本高，且存在废渣处理等二次污染；物理化学法则主要是采用离子交换、电解等过程进行，在环保应用方面已逐步形成一系例有效的方法，但对于提钒废水的重金属处理其工艺流程长、投资大、运行费用尚偏高，且存在二次污染；生物法主要有厌氧生物法、好氧生物法，若能选择适宜的菌群则能低成本的处理，但对于含钒废水来说菌群的选育极困难，且存在后续处理和二次污染。

SCR催化脱硝是当前发电企业中常用的脱硝方式，是指烟气选择性催化还原法脱硝，在催化剂的作用下，利用氨等还原剂有选择性的与烟气中的氮氧化物反应，形成无毒无污染的氮气和水。通常SCR催化剂中活性位点为钒，并且钒固定在催化剂的晶格中，不会轻易泄露。

如何对含钒废水进行有效的处理与再利用，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出一种含钒废水处理方法、含钒催化剂及制备方法、应用，解决了现有技术中在洗钒矿过程中产生的含钒废水处理及分离后含钒等金属离子固废处理方面的不足，将分离后的含钒等金属离子制备成催化剂，可用于SCR催化脱硝，该催化剂稳定性极高，可耐高温等极端反应条件，在发挥其还原氮氧化物的同时，可有效实现钒离子、铬离子的固定化，避免催化剂因活性位点金属流失而失活，不会引起二次污染。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种含钒废水处理方法。

在一个实施例中，所述含钒废水处理方法，包括如下步骤：

步骤一，将壳聚糖溶液加入到搅拌状态的含钒废水中；

步骤二，向步骤一获得溶液中加入石灰，至pH为9.5～10，搅拌均匀；

步骤三，向步骤二获得溶液中加入草酸溶液，至pH为8～9，搅拌均匀；

步骤四，固液分离，得到包含钒离子及其他金属离子的固体物质。

可选地，所述壳聚糖溶液浓度为3％～7％。

可选地，所述壳聚糖溶液浓度为5％。