[发明专利]一种耦合处理高浓度有机废水和重金属废水的方法

说明书

一种耦合处理高浓度有机废水和重金属废水的方法，将含碳物料经碳化‑活化后制备具有高比表面积和丰富孔隙结构的多孔炭材料，用于耦合处理高浓度有机废水和重金属废水并制备富氢气体。将含碳废料制备的多孔炭材料分别用于高浓度有机废水和重金属废水中有机物和重金属离子的吸附富集，实现重金属和有机物的脱除。将吸附了重金属离子的多孔炭材料经高温煅烧制备负载型炭基催化剂，用于催化重整吸附了有机物的多孔炭上解吸出的有机物制备富氢气体。吸附富集有机物的多孔炭解吸完全后循环应用于高浓度有机废水的吸附，失活的炭基催化剂通过氧化煅烧回收重金属。催化重整实验中所用的水源是吸附完成后分离出的水，以此达到以废治废和资源再生的目的。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种耦合处理高浓度有机废水和重金属废水的方法。

背景技术

目前，我国的水资源污染问题日益严重，成为了国民经济发展中亟需解决的一大难题。随着社会的发展，工业化生产不断增加，工业污水排放也越来越严重，很多企业将大量的工业废水直接排入河流或海湾，不仅影响水生态系统，还严重威胁到人类健康。各种焦化废水、制药废水、纺织印染废水、石油化工废水均属于高浓度有机废水，在处理过程中难度很大。

高浓度有机废水中有机物浓度高，一般COD在2000mg/L以上；BOD值较低，可生化处理的难度较大，成分复杂；高浓度有机废水的色度高、异味大；有强酸强碱性，如果直接排放，不仅会引起人感官上的不适，进入水体以后会阻挡阳光照射水面，引起水中微生物和水生植物光合作用率降低，导致水生生态变化，引起水中鱼类和其他水生动物的死亡。高浓度有机废水中的硫化物、氮化物等多种物质通过地表水渗入地下，被人和动物引用以后会直接危害到人类健康，甚至导致死亡。并且，高浓度有机废水经过普通处理的出水中含有高芳香性有机碳化合物，会影响地表水水质，对后续的饮用水处理增加成本。

重金属废水是在矿冶、机械制造等工业生产过程中排放的含重金属(一般含有镍、铜、汞、铬、镉、砷、铅、锌等重金属)的废水，重金属具有富集性，很难在环境中降解。随重金属废水排放出的重金属，即使浓度很小，也会在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。而且重金属在人体内能和蛋白质以及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失活，也可能在人体内某些器官中富集，超过人体所能耐受的限度，就会造成人体急性中毒、亚急性中毒或慢性中毒，对人体造成很大危害。例如，日本发生的水俣病(汞污染)和痛痛病(镉污染)等都是由重金属污染引起的。目前对于高浓度有机废水和重金属废水的处理会采用活性炭吸附法，但是活性炭的再生和洗脱比较困难。鉴于高浓度有机废水和重金属废水成分的复杂性和难降解性，以及采用的吸附剂的局限性，研究一种耦合处理高浓度有机废水和重金属废水的方法，对生态环境保护和饮水安全有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种耦合处理高浓度有机废水和重金属废水的方法，利用生物质、废塑料、废橡胶等含碳物料制备出具有高比表面积和丰富孔隙结构的多孔炭材料，分别用于高浓度有机废水和重金属废水中有机物和重金属离子的吸附富集，将吸附了重金属离子的多孔炭材料经高温煅烧制备负载型炭基催化剂，用于催化重整由吸附了废水中有机物的多孔炭上解吸出的有机物制备富氢气体，实现以废制废和资源再生。

为了实现上述目的，本发明耦合处理高浓度有机废水和重金属废水的方法包括以下步骤：

步骤一、将含碳原料经过预处理后进行碳化处理，将所得碳化料与活化剂混合之后，在惰性气氛下，经过升温活化制备出具有高比表面积和丰富孔隙结构的多孔炭材料；

步骤二、使用多孔炭材料吸附高浓度有机废水中的有机物，将多孔炭和水进行固液分离，获得吸附富集有机物的多孔炭和第一分离水；使用多孔炭材料吸附重金属废水中的重金属离子，将多孔炭和水进行固液分离，获得吸附富集重金属离子的多孔炭和第二分离水；