[发明专利]一种利用铁炭微电解和催化剂处理甲萘酚废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，是涉及一种铁炭微电解和TiO₂/γ-Al₂O₃催化剂的制备方法，以及处理甲萘酚废水的应用。

背景技术

化工行业在国民经济中占有重要的地位，给人们带来了经济效益，同时改善了人们的生活，但是化工行业所排放的废水量大、有机污染物含量较高、色度较深、可生化性较差，属于难处理的工业废水之一，造成了严重的环境污染。目前，化工废水常用的处理方法主要有：物化法、高级氧化法、生化法和组合工艺处理技术等。铁炭微电解技术是利用Fe/C原电池反应原理处理废水的一种工艺，又称为铁还原，是被广泛研究与应用的一项废水处理技术。在处理废水的过程，铁炭微电解的主要特点有：可以发生原电池反应、氧化还原反应、电化学附集、物理吸附、铁离子的沉淀作用和铁离子的絮凝吸附，从而可以有效的去除污染物。半导体TiO₂因其光稳定性好，化学性质稳定，无毒，成本低，而且具有高效性和无二次污染性的优点而被广泛用于光催化法处理化工废水。在处理高浓度化工废水实践中，单个处理工艺很难达到处理的效果，而且还会造成资源的浪费，有时还会带来二次污染。

公开号为CN 101791578A、名称为“有序双孔Al₂O₃-TiO₂及其制备方法和应用”的专利文献公开了一种有序双孔Al₂O₃-TiO₂的制备方法及其应用，其缺陷是：只对有序双孔Al₂O₃-TiO₂的制备方法和表面结构进行了分析，本制备方法较繁琐，且未给出在废水处理中的应用。公开号为CN1884123、名称为“一种治理甲萘酚生产废水并回收甲萘酚和甲萘胺的方法”的专利文献公开了一种利用装有大孔树脂的吸附塔处理甲萘酚废水并回收甲萘酚和甲萘胺的方法，其缺陷是：吸附树脂再生后，处理甲萘酚废水的效果变差，重复使用的次数较少，且费用较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提出一种更有效的处理甲萘酚废水的方法。

本发明的铁炭微电解的组成是：机械加工厂的铁屑和活性炭，在构成原电池之前要将这两个成分进行预处理。本发明的TiO₂/γ-Al₂O₃催化剂是以γ-Al₂O₃作为载体，TiO₂负载在载体上获得光催化剂。

本发明采用的技术放案如下：

一种利用铁炭微电解和催化剂处理甲萘酚废水的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将炭粒用原水浸泡72h，使其吸附达到饱和，然后烘干待用；

（2）制备铁炭微电解组分：将取自机械加工厂的铁屑在5%的NaOH溶液中浸泡40min以去除表面的油污，使用清水冲洗干净后，再将铁屑用3%的稀盐酸浸泡30min以去除表面氧化物，再用清水冲洗至中性待用； 

（3）制备催化剂TiO₂/γ-Al₂O₃：a）将钛酸乙酯或钛酸正丁酯、无水乙醇和蒸馏水按一定的体积比反应，在搅拌的同时向钛酸乙酯或钛酸丁酯中滴入无水乙醇，然后加入一定体积的盐酸作为抑制剂，随后逐滴加水并保持不断搅拌状态，最终形成均匀透明的淡黄色溶胶；b）负载前用蒸馏水多次清洗均匀且平均粒径约为4mm的γ-Al₂O₃多孔小球，然后进行烘干处理，取一定量经过处理后的γ-Al₂O₃多孔小球载体浸渍在所制备的淡黄色溶胶中，浸渍30min后烘干，然后在马弗炉中于400℃～600℃煅烧2h，从而得到所制备的催化剂；

（4）将步骤（1）、（2）和（3）制备的炭粒、铁炭微电解组分和催化剂TiO₂/γ-Al₂O₃加入到铁炭微电解的装置中，再将一定量的甲萘酚废水加入到铁炭微电解的装置中，反应100min后，再进入光催化剂反应体系中，反应60min。

铁屑和炭粒的质量比为1：4～1：1，铁屑投加量为20～45g，催化剂投加量为10～50g。