[发明专利]一种用四价铈进行水处理的方法

说明书

技术领域

一种用四价铈进行水处理的方法，属于水处理技术领域，具体涉及一种直接使用含有四价铈的溶液，或使用含铈的氧化物、氢氧化物、灼烧后的氟碳铈镧矿进行污水处理的技术。

背景技术

废水处理方法主要有化学法、传质法、热处理法和生物处理法，其中应用较普通的方法是化学法和生物处理法。化学法中主要方法是混凝法和氧化还原处理法。氧化还原法主要是利用氧化剂如：臭氧、二氧化氯、次氯酸盐、双氧水～硫酸亚铁(Fenton法)、高铁酸钾等，氧化废水中的有机物和还原性物质，从而达到降低化学耗氧量(COD)的目的，混凝法主要是使用混凝剂如：氯化铁、硫酸铝、聚铝、聚铁等，利用其在废水中产生的高比表面、大体积的沉淀物吸咐废水的颗粒物、极性基团和有机分子。上述两种处理方法存在的主要问题是：COD的实际去除率普遍较低，仅达到50％～60％，每种处理剂的作用比较单一，或只能吸附去除水中的悬浮物，或只能氧化降低废水中COD。

铈是储量最丰富的稀土元素，常见于独居石矿(Ce(PO₄))及氟碳铈镧矿等许多矿物中。废水处理中四价铈常用在催化湿式氧化技术中，催化湿式氧化技术是目前公认的一种处理高浓度、有毒、难降解有机废水的有效氧化技术。例如中国专利《稀土二氧化铈负载型湿式氧化催化剂及其制备方法》(专利公开号CN1672786A)公开了以二氧化铈(CeO2)为载体，负载1～3wt％贵金属，经干燥、焙烧或还原得到用于湿式氧化中的Mo_x/CeO₂和M/CeO₂催化剂，该催化剂催化性能稳定，催化效果好，但选用钌、铑、钯、金等贵金属，生产成本高。论文《催化湿式氧化吡虫啉农药废水的研究》(韩玉英等，《工业催化》2005年2月，第十三卷第二期)，通过共沉淀法制备了一系列Cu/Ce催化剂，并研究了温度、硝酸盐和Cu/Ce复合金属氧化物作催化剂对废水氧化程度的影响。由于选用过渡金属和稀土元素构成催化剂，价格相对便宜，但存在较严重的催化剂活性组分溶出现象，使催化性能下降，并会造成二次污染问题。上述两种方法为了获得理想的催化剂，催化剂的制备步骤比较复杂，不利于连续进行污水处理。

本发明找到并优化了一种用Ce(Ⅳ)处理废水的方法，用此法处理废水可起到多种水处理剂同时处理废水的效果且操作简单，不会引起二次污染，也不会破坏大气臭氧层，尤其是在高附加值产业的废水处理上有广阔的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、造价低廉、适用面广的使用四价铈进行水处理的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用四价铈进行水处理的方法，其特征在于：包括下列步骤：

1向废水中加入Ce⁴⁺溶液，Ce⁴⁺溶液(折合CeO₂质量)∶废水的COD_Cr总量＝0.05～0.5∶1，持续搅拌，得处理后废水；

2向处理后废水中加入碱中和，调整pH＝6～9，使过量的Ce⁴⁺及被还原的Ce³⁺生成氢氧化物沉淀；

3将中和后的废水静置，并检测各项污染物指标，达标则直接排放，若未达标，返回步骤1做二次处理。

在所述步骤1之前，对废水酸度进行预处理，加入酸调整废水为酸性，pH值≤2。所述的酸为硫酸、硝酸或者盐酸中的一种。

步骤1中所述Ce⁴⁺溶液(折合CeO₂质量)∶废水的COD_Cr总量＝0.1～0.35∶1。

步骤1中所述Ce⁴⁺溶液(折合CeO₂质量)∶废水的COD_Cr总量＝0.16∶1。

步骤1中所述Ce⁴⁺溶液为硝酸高铈、硫酸高铈、硝酸铈铵或其组合物的水溶液，或二氧化铈、氢氧化铈、富铈氧化稀土、灼烧后的氟碳铈镧矿的浓硝酸或浓硫酸溶液中的一种或其组合。

优选的，所述Ce⁴⁺溶液为硫酸高铈溶液。

步骤2中所述碱为碳酸钠、氢氧化钠，氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁或其水溶液中的一种。

当步骤3所述中和后的废水中的沉淀量较大时，可对沉淀进行回收处理，回收处理步骤包括：

a用间歇式负压抽滤、连续式负压抽滤、箱式压滤机过滤或离心分离的方式回收得到含铈的沉淀物；