[发明专利]电解氧化法工业废水处理复合催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种电解氧化法工业废水处理复合催化剂及其制备方法。属于用电解法处理废水。

背景技术

难生物降解工业废水的种类多，处理难度大。

采用最多的工艺是高级氧化，如Fenton试剂氧化、臭氧氧化、湿式氧化等都存在处理费用高、有二次污染等缺点，电化学氧化，尤其是电解催化氧化法是近年来逐渐发展起来的一种颇有发展前景的方法。电解催化氧化是指在催化剂的催化作用下对废水进行电解处理的一种工艺。该技术的优点在于:

(1)过程中产生的·OH具有强氧化性，可无选择地直接与废水中的有机污染物反应,将其降解为二氧化碳、水和简单有机物，对废水处理深度高且不产生二次污染，因此，被称为“环境友好”技术。

(2)反应条件温和，一般在常温常压下就可进行。

(3)既可单独处理，又可与其它处理技术相结合，如作为生化法的前处理，用以提高废水的可生化性。

(4)电解设备及其操作一般比较简单，处理费用较低。

目前，人们对电解催化氧化工艺进行了大量的基础研究工作，但是主要从研制高催化活性的极板材料入手,对有机物电催化氧化机理和影响降解效率各种因素进行了研究。中国专利CN102040262A利用流化床电解催化氧化工艺对低有机物、高盐度废水进行处理；岳琳等在期刊《中国环境科学》(2008年第2期)上发表的文章《电-多相催化反应体系对垃圾渗滤液的降解》中介绍了利用颗粒活性炭为导电性粒子极板,以负载金属氧化物的多相催化剂替代绝缘填料,构建电-多相催化氧化体系对垃圾渗滤液进行处理；Rohit和Misra在专利IN2010MU03118A(Three dimensional carbon electrode reactor for electrochemical degradation of organic pollutants of wastewater）中用三维碳极板反应器对有机废水进行处理。但是在众多研究中，关于极板间催化剂的研究较少且研究主要处于实验室阶段，而能否制备流化性好、活性高、寿命长、价格低的催化剂则是制约电解催化氧化技术能否大规模工业应用的关键所在。

专利CN102049256A介绍了一种废水处理催化剂及其制备方法，该发明的催化剂以活性炭为载体，以铜、铁、锰、钒、锌、钛等金属氧化物中的一种或几种为活性组分，被用在废水催化氧化处理过程中。该催化剂的制备方法复杂，需要在高温条件下反应,能耗高，且活性炭真密度为1.90～2.20g/cm³，流化性能较差，在水处理过程中如果要使催化剂处于流化状态需要消耗较高的能量。

专利CN1429773A介绍了一种用电—多相催化反应处理油田废水的方法及专用装置，该发明通过在外加电场的作用下使油田废水中有机污染物在催化剂表面催化氧化。该专利中使用的催化剂通过在SiO₂、Al₂O₃、沸石分子筛或活性炭载体上负载Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Ti、W或Pb等活性组分制备而得。该发明制备的催化剂以常规浸渍法制备而成，具有活性组分分散性差，易团簇的缺点，且SiO₂真密度为2.2～2.66g/cm³、Al₂O₃真密度为3.80～4.10g/cm³、沸石分子筛真密度为2.0～2.5g/cm³、活性炭真密度为1.90～2.20g/cm³，流化性能较差，在实际应用中具有一定的局限性。

专利CN102040262A中介绍了一种流化床电解催化氧化反应装置和处理方法，该发明通过电解阳极、阴极和催化剂等三维催化极板电解产生的自由基和催化剂的催化作用处理废水中的难生物降解有机物。该专利中提供的催化剂为颗粒状的活性炭、载有催化活性金属的活性炭、分子筛或其中几种的混合物，该催化剂造价高、耐酸碱腐蚀性差、载体真密度大，在废水处理过程中流化性能差，在实际应用中具有一定的局限性。

综上所述，现有技术中的电解氧化法工业废水处理催化剂及其制备方法，存在如下不足：

1.载体真密度大，流化性能欠佳，实际应用能耗高；

2.活性组分分散性差，易团簇；

3.催化剂造价高、耐酸碱腐蚀性差；

4.活性低，使用寿命短。

发明内容