[发明专利]一种包埋型催化剂及其制备方法和在废水脱氮中的应用

说明书

本发明提供了一种包埋型催化剂及其制备方法和在废水脱氮中的应用，所述催化剂由以下方法制备得到：a、在常温下，将海藻酸钠溶于去离子水中，得到浓度为10~40mg/mL的海藻酸钠溶液；b、将CaCl₂溶于去离子水中，得到CaCl₂溶液；c、将步骤a制得的海藻酸钠溶液与单宁酸铁粉末混合均匀，得到混合液；d、用注射器将步骤c制得的含有黑色单宁酸铁粉末的混合液滴加到氯化钙溶液中，即可迅速形成凝胶球，静置10~14h使其充分交联，从而得到海藻酸钠包埋单宁酸铁的凝胶球。本发明具有制备简单、易于固液分离、催化剂稳定性高、脱氮效果好等优点。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体地说是涉及一种包埋型催化剂及其制备方法和在废水脱氮中的应用。

背景技术

随着近代工业的发展，大量的含氮污水排放进入水体，导致水体中氮元素含量超过水体的自净能力，从而出现水体富营养化现象。因此，污水脱氮材料和技术的研究越来越备受重视。为了控制氮污染，目前国内外主要采用生物脱氮技术，其基本原理是通过微生物的硝化和反硝化作用将各种形式的氮转化为氮气。传统生物脱氮技术存在能耗高、成本高的缺点。物化法脱氮主要包括吸附法和催化法。单纯的吸附法存在吸附剂再生困难的问题，而单纯的催化法存在成本高等问题。

中国专利申请公开号为CN103041856 A，申请公布日为2013年4月17日的专利申请文件公开了单宁酸铁作为一种新型的吸附催化剂能同时吸附水中的氨氮和亚硝酸盐氮，并催化其转化为氮气。制备过程如下：首先将FeCl₃溶液与单宁酸溶液按一定比例混合，充分反应后加入饱和NaHCO₃溶液调混合液的pH至中性，然后将上述中性混合液离心、蒸馏水洗涤、再离心将离心分离得到的蓝黑色固体进行冷冻干燥，即得到新型的单宁酸铁吸附催化材料。但前期制备的单宁酸铁材料存在固液分离困难，且脱氮效果不理想的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种包埋型催化剂及其制备方法和在废水脱氮中的应用，以解决现有技术中单宁酸铁材料分离和回收困难，脱氮效果不理想的问题。

本发明采用的技术方案是：一种包埋型催化剂，所述包埋型催化剂为包埋型单宁酸铁，所述催化剂由以下方法制备得到：

a、在常温下，将海藻酸钠溶于去离子水中，得到浓度为10～40mg/mL的海藻酸钠溶液；

b、将CaCl₂溶于去离子水中，得到CaCl₂溶液；

c、将步骤a制得的海藻酸钠溶液与单宁酸铁粉末混合均匀，得到混合液；其中，单宁酸铁∶海藻酸钠溶液＝0.01～0.06g∶1mL；

d、用注射器将步骤c制得的含有黑色单宁酸铁粉末的混合液滴加到氯化钙溶液中，即可迅速形成凝胶球，静置10～14h使其充分交联，从而得到海藻酸钠包埋单宁酸铁的凝胶球；

e、将步骤d制得的凝胶球用蒸馏水洗涤3～4次，即得到包埋型单宁酸铁催化剂，常温下将其置于水中保存。

优选地，步骤a中，海藻酸钠溶液浓度为20～30mg/mL。

优选地，步骤b中，CaCl₂与去离子水的用量比为12g∶400mL。

优选地，步骤c中，单宁酸铁∶海藻酸钠溶液＝0.04g∶1mL。

一种包埋型催化剂的制备方法，所述包埋型催化剂为包埋型单宁酸铁，所述制备方法包括以下步骤：

a、在常温下，将海藻酸钠溶于去离子水中，得到浓度为10～40mg/mL的海藻酸钠溶液；

b、将CaCl₂溶于去离子水中，得到CaCl₂溶液；