改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法，改性分子篩的制備：配制含有過渡金屬/稀土金屬/硝酸鉛的混合溶液，將干燥好的球狀分子篩浸漬于混合鹽溶液中，取出干燥，焙燒；臭氧催化氧化：將得到的改性分子篩和總有機(jī)碳濃度（TOC）為50～500mg/L、溫度為20～100℃的焦化廢水倒入容器中，通入臭氧，攪拌；改性分子篩的回收：經(jīng)過臭氧催化氧化后過濾，將改性球狀分子篩從溶液中分離出來，用于下一次的催化氧化過程。該方法處理效率高、操作簡便，無二次污染，運(yùn)行成本低，在其他工業(yè)廢水的處理方面也具有良好的推廣價(jià)值。
【專利說明】改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理和環(huán)境催化領(lǐng)域，涉及一種改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]焦化廢水是煤在高溫干餾過程中形成的廢水，為鋼鐵企業(yè)排放的主要廢水之一。由于焦化廢水中含有大量的酚類、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機(jī)化合物，還含有氰、無機(jī)氟離子、氨氮等幾十種污染物，成分復(fù)雜，污染物濃度高、色度高、毒性大，且性質(zhì)非常穩(wěn)定，是一種典型的含有難降解有機(jī)污染物的工業(yè)廢水。該廢水成分復(fù)雜，如超標(biāo)排放對(duì)人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都將構(gòu)成很大危害，因此，解決焦化廢水的環(huán)境污染問題已成為鋼鐵行業(yè)的一個(gè)重大任務(wù)。目前鋼廠的焦化廢水基本上都按常規(guī)方法進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放。但是，焦化廢水按現(xiàn)有的處理方法，廢水中含有的氰化物、COD及氨氮等指標(biāo)仍然很難達(dá)到較高的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，特別是經(jīng)過膜處理后產(chǎn)生的納濾和反滲透濃水成為處理的難點(diǎn)。因此，開發(fā)工藝簡單、成本低廉的深度處理技術(shù)是鋼鐵行業(yè)廢水處理中迫切需要解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法。
[0004]一種改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法，其特征在于，包含如下工藝流程:
(1)改性分子篩的制備:配制含有過渡金屬/稀土金屬/硝酸鉛的混合溶液，將干燥好的球狀分子篩浸潰于混合鹽溶液中3~6小時(shí)，取出放入烘箱中60~120°C溫度下干燥2~5小時(shí)，然后置于馬弗爐中450~600°C焙燒2~4小時(shí)；
(2)臭氧催化氧化:將步驟(1)中得到的改性分子篩和總有機(jī)碳濃度(TOC)為50~500mg/L、溫度為20~100°C的焦化廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌30~120分鐘；
(3)改性分子篩的回收:經(jīng)過臭氧催化氧化后過濾，將改性球狀分子篩從溶液中分離出來，用于下一次的催化氧化過程。
[0005]所述經(jīng)改性后的分子篩組分和質(zhì)量百分比為:96~98%的分子篩、I~3%的過渡金屬氧化物、I~3%的稀土金屬氧化物和O~3%的其它金屬氧化物。
[0006]所述分子篩為球狀4A型分子篩,直徑Φ3~5_。
[0007]所述過渡金屬硝酸鹽為硝酸錳、硝酸鐵中的一種或兩者混合。 [0008]所述稀土金屬硝酸鹽為硝酸鑭、硝酸鈰中的一種或兩者混合。
[0009]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有焦化廢水處理技術(shù)存在的不足，主要利用改性球狀分子篩為催化劑，通過臭氧催化氧化降解焦化廢水中的污染物，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于特效型強(qiáng)、工藝簡單、成本低廉、無二次污染等?！揪唧w實(shí)施方式】
[0010]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施案例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0011]實(shí)施例1:
(I)稱取3.09g硝酸錳、3.78g硝酸鈰和1.49g硝酸鉛加入100 mL的去離子水中，攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g直徑3 mm球狀4A型分子篩浸潰于該溶液中4小時(shí)，取出放入烘箱中100°C溫度下干燥6小時(shí)，然后置于馬弗爐中600°C焙燒2小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中鈰、錳、鉛氧化物的質(zhì)量百分比含量分別為1.44%、1.44%和0.96%。
[0012](2)將步驟(1)中得到的改性分子篩和TOC濃度為150 mg/L、溫度為40°C的1000HiL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌60分鐘，過濾將改性分子篩從溶液中分離出來，處理后的廢水中TOC濃度為33 mg/L,去除率為78%。
[0013]實(shí)施例2:
(I)稱取10.12g硝酸鐵、5.04g硝酸鋪和1.49g硝酸鉛加入100 mL的去離子水中，攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g直徑3 mm球狀4A型分子篩浸潰于該溶液中5小時(shí)，取出放入烘箱中80°C溫度下干燥4小時(shí)，然后置于馬弗爐中400°C焙燒4小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中鈰、鐵、鉛氧化物的質(zhì)量百分比含量分別為1.9%、1.9%和0.95%。
[0014](2)將步驟 (1)中得到的改性分子篩和TOC濃度為200 mg/L、溫度為40°C的1000mL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌80分鐘，過濾將改性分子篩從溶液中分離出來，處理后的廢水中TOC濃度為39 mg/L,去除率為80.5%。
[0015]實(shí)施例3:
(I)稱取3.09g硝酸錳、3.99g硝酸鑭和1.49g硝酸鉛加入100 mL的去離子水中，攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g直徑3 mm球狀4A型分子篩浸潰于該溶液中3小時(shí)，取出放入烘箱中60°C溫度下干燥5小時(shí)，然后置于馬弗爐中500°C焙燒3小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中鑭、錳、鉛氧化物的質(zhì)量百分比含量分別為1.44%、1.44%和0.96%。
[0016](2)將步驟(1)中得到的改性分子篩和TOC濃度為180 mg/L、溫度為40°C的1000mL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌60分鐘，過濾將改性分子篩從溶液中分離出來，處理后的廢水中TOC濃度為36 mg/L,去除率為80%。
[0017]實(shí)施例4:
(I)稱取10.12g硝酸鐵、5.31g硝酸鑭和1.49g硝酸鉛加入100 mL的去離子水中，攪拌均勻配制成硝酸鹽混合溶液，將100g直徑3 mm球狀4A型分子篩浸潰于該溶液中4小時(shí)，取出放入烘箱中100°C溫度下干燥6小時(shí)，然后置于馬弗爐中600°C焙燒2小時(shí)，即得所需的改性分子篩，其中鑭、鐵、鉛氧化物的質(zhì)量百分比含量分別為1.9%、1.9%和0.95%。
[0018](2)將步驟(1)中得到的改性分子篩和TOC濃度為100 mg/L、溫度為40°C的1000mL廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌80分鐘，過濾將改性分子篩從溶液中分離出來，處理后的廢水中TOC濃度為22 mg/L,去除率為78%。
【權(quán)利要求】
1.一種改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法，其特征在于，包含如下工藝流程: (1)改性分子篩的制備:配制含有過渡金屬/稀土金屬/硝酸鉛的混合溶液，將干燥好的球狀分子篩浸潰于混合鹽溶液中3~6小時(shí)，取出放入烘箱中60~120°C溫度下干燥2~5小時(shí)，然后置于馬弗爐中450~600°C焙燒2~4小時(shí)； (2)臭氧催化氧化:將步驟(1)中得到的改性分子篩和總有機(jī)碳濃度(TOC)為50~500mg/L、溫度為20~100°C的焦化廢水倒入容器中，通入臭氧，同時(shí)開動(dòng)攪拌30~120分鐘； (3)改性分子篩的回收:經(jīng)過臭氧催化氧化后過濾，將改性球狀分子篩從溶液中分離出來，用于下一次的催化氧化過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法，其特征在于，所述經(jīng)改性后的分子篩組分和質(zhì)量百分比為:96~98%的分子篩、I~3%的過渡金屬氧化物、I~3%的稀土金屬氧化物和O~3%的其它金屬氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法，其特征在于，所述分子篩為球狀4A型分子篩，直徑Φ 3~5 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法，其特征在于，所述過渡金屬硝酸鹽為硝酸錳、硝酸鐵中的一種或兩者混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性分子篩催化臭氧處理焦化廢水的方法，其特征在于，所述稀土金屬硝酸鹽為硝酸 鑭、硝酸鈰中的一種或兩者混合。
【文檔編號(hào)】C02F1/78GK103991947SQ201410206755
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】何丹農(nóng), 董亞梅, 王婷, 趙昆峰 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司