專利名稱：一種促進(jìn)化工廢水中氨氮轉(zhuǎn)化的催化劑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種促進(jìn)化工廢水中氨氮轉(zhuǎn)化的催化劑制備方法，屬于污水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油、化工等重工業(yè)發(fā)展迅速，各地化工企業(yè)如雨后春筍般涌出，隨之而來(lái)的空氣、水污染問(wèn)題也日益為人們所重視，由此而產(chǎn)生的高氨氮廢水也成為行業(yè)發(fā)展制約因素之一。而為了保持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，減少水資源的浪費(fèi)和環(huán)境污 染、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效，對(duì)化工廢水進(jìn)行深度處理勢(shì)在必行。而目前對(duì)氨氮廢水的處理多種多樣，比如由吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院提出的“Co/Bi催化劑催化濕法氧化降解垃圾滲透濾液中的氨氮” 一文中，它采用CWCO技術(shù)、以Co/Bi為催化劑對(duì)氨氮進(jìn)行降解，高壓O. 5 2. OMPa條件下隨著溫度的升高，CffCO對(duì)NH3-N的降解能力逐漸增強(qiáng)，在升溫過(guò)程(20 300°C )中，NH3-N逐漸被氧化降解，達(dá)到了 CWCO技術(shù)同時(shí)降解有機(jī)物和NH3-N的目的。另外，利用蒸氨法去除化工廢水中高濃度氨氮的技術(shù)也不是沒(méi)有，比如公開號(hào)為CN102351265A，名稱為“一種焦化生產(chǎn)剩余氨水負(fù)壓蒸氨工藝及裝置”公開的方法中預(yù)先在脫硫塔氨汽入口處設(shè)置一個(gè)文丘里管，并在蒸氨塔底設(shè)置蒸氨廢水/循環(huán)氨水換熱器和蒸氨廢水循環(huán)泵；然后開啟換熱器和循環(huán)泵，使循環(huán)氨水的熱量由蒸氨廢水帶入蒸氨塔內(nèi)，當(dāng)蒸氨塔頂溫度達(dá)到60 80°C時(shí)，打開進(jìn)文丘里管脫硫液管道閥門，將氨汽吸入脫硫塔，之后開啟剩余氨水泵和蒸氨廢水泵，將剩余的氨水經(jīng)換熱器進(jìn)入蒸氨塔處理即可。然而，以上列舉的方法中，前者需要高溫高壓的條件，運(yùn)行成本高，后者雖然在蒸汽條件下，就可以把氨氣轉(zhuǎn)化氮?dú)?，但仍舊存在不足之處I、由于氨氣的排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染2、采用吸收排放出來(lái)的氨氣的處理方法，因含有多種其他物質(zhì)，導(dǎo)致產(chǎn)品不純，且濃度不高，不能滿足產(chǎn)品市場(chǎng)需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)在催化時(shí)需要高溫高壓的條件才能將氨氣轉(zhuǎn)化成氮?dú)獾母叱杀締?wèn)題以及用催化劑結(jié)合蒸氨吹脫法會(huì)對(duì)空氣造成二次污染的問(wèn)題，提供了一種在蒸氨過(guò)程中就能促進(jìn)化工廢水中高濃度氨氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)獾拇呋瘎┲苽浼捌鋺?yīng)用方法，本發(fā)明利用蒸汽的溫度將廢水中的氨氣直接轉(zhuǎn)化成氮?dú)馀欧诺酱髿庵?，避免了二次污染的?wèn)題，且無(wú)需加壓,成本低,氨氮去除率高。為了達(dá)到上述目的，采取的技術(shù)方案為
一種促進(jìn)化工廢水中氨氮轉(zhuǎn)化的催化劑制備方法，其特征在于
(1)載體預(yù)處理按重量份數(shù)比計(jì)，取30份陶土、20份沸石、25份硅膠、25份石墨經(jīng)烘干、粉碎、研磨成粉末，作為吸附劑載體；
(2)浸潰液配置配成質(zhì)量濃度分別為10 30g/L硝酸鉛、5 8g/L硫化釩、5 7g/L硫酸鉻、I 2g/L硝酸銅、5 6g/L硝酸萊、4 5g/L氯化鎘、5 9g/L氯化鎳、3 5g/L氯化鈦、2 4g/L硝酸娃、2 4g/L氯化鈷、25 30g/L蘋果酸、8 llg/L對(duì)甲苯磺酰肼溶液；
(3)浸潰按照載體與浸潰液等體積(V)浸潰11 17小時(shí)；
(4)干燥、焙燒在真空常溫條件下干燥11 17小時(shí)，再于烘箱中110°C干燥6小時(shí)；在負(fù)壓為O. 3MPa、溫度為700°C條件下焙燒3小時(shí)，然后在負(fù)壓為O. 5MPa、常溫條件下迅速冷卻干燥，即可得到蜂窩狀的含多種重金屬的催化劑；
(5)活化在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，于900°C條件下通入氫氣還原。所述的蜂窩狀含多種貴重金屬的催化劑以氧化物質(zhì)量比計(jì)為
20 30g/L氧化鉛6 8g/L氧化釩6 7g/L氧化鉻 I 2g/L氧化銅5 6g/L氧化汞16 18g/L氣化稿
^ “^匕氧化鎳4 9g/L氧化鈦9 llg/L氧化釷
I 4g/L氧化釕。本發(fā)明的有益效果是
(1)可直接把化工廢水中的氨氮還原成氮?dú)馀欧?，不?huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染；
(2)解決了催化劑在不需要超高溫度和壓力條件下還原成氮?dú)猓?jié)約了成本；
(3)針對(duì)化工廢水的水質(zhì)情況，選擇了以硝酸鉛為主的催化劑，針對(duì)性強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式 所述的蜂窩狀含多種貴重金屬的催化劑以氧化物質(zhì)量比計(jì)為
20 30g氧化鉛、6 8g氧化f凡、6 7g氧化鉻、
I 2g氧化銅、5 6g氧化萊、16 18g氧化鎘、
15 16g氧化鎳、4 9g氧化鈦、9 Ilg氧化娃、
I 4g氧化釕。首先，稱取30份陶土、20份沸石、25份硅膠和25份石墨混合后經(jīng)烘干、粉碎研磨成粉末作為吸附劑載體，然后取10 30g/L硝酸鉛、5 8g/L硫化釩、5 7g/L硫酸鉻、I 2g/L硝酸銅、5 6g/L硝酸萊、4 5g/L氯化鎘、5 9g/L氯化鎳、3 5g/L氯化鈦、2 4g/L硝酸娃、2 4g/L氯化鈷、25 30g/L蘋果酸、8 llg/L對(duì)甲苯磺酰肼溶液配成浸潰液，然后按照載體與浸潰液等體積浸潰11 17小時(shí)，再在常壓條件下，干燥11 17小時(shí)后于烘箱中110°C條件下干燥6小時(shí)；接著在負(fù)壓為O. 3MPa、溫度為700°C的條件下焙燒3小時(shí)，再在負(fù)壓為O. 5MPa、常溫條件下迅速冷卻干燥，即可得到蜂窩狀的含多種重金屬的催化劑，之后在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，于900°C的溫度中通入氫氣還原。最后把制得的催化劑作為填料置于蒸氨塔內(nèi)，填料厚度為3 5cm,每隔50cm安放一層,直至塔頂。實(shí)例I :
所述的蜂窩狀含多種貴重金屬的催化劑以氧化物質(zhì)量比計(jì)為
30g氧化鉛、6g氧化釩、6g氧化鉻、
Ig氧化銅、5g氧化汞、16g氧化鎘、
15g氧化鎳、4g氧化鈦、9g氧化釷、
Ig氧化釕。
首先，稱取30份陶土、20份沸石、25份硅膠和25份石墨混合后經(jīng)烘干、粉碎研磨成粉末作為吸附劑載體，然后取30g/L硝酸鉛、5g/L硫化釩、7g/L硫酸鉻、lg/L硝酸銅、5g/L硝酸汞、5g/L氯化鎘、5g/L氯化鎳、3g/L氯化鈦、2g/L硝酸釷、2g/L氯化鈷、25g/L蘋果酸、10g/L對(duì)甲苯磺酰肼溶液配成浸潰液，然后按照載體與浸潰液等體積浸潰11小時(shí)，再在常壓條件下，干燥11小時(shí)后于烘箱中110°C條件下干燥6小時(shí)；接著在負(fù)壓為O. 3MPa、溫度為700°C的條件下焙燒3小時(shí)，再在負(fù)壓為O. 5MPa、常溫條件下迅速冷卻干燥，即可得到蜂窩狀的含多種重金屬的催化劑，之后在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，于900°C的溫度中通入氫氣還原。最后把制得的催化劑作為填料置于蒸氨塔內(nèi)，填料厚度為3cm，每隔50cm安放一層，直至塔頂。采集常州某制藥公司的廢水樣本，然后利用由上述方法制成的催化劑對(duì)廢水中的氨氮進(jìn)行處理，處理之后該廢水中的氨氮濃度從10000mg/L降低到0. 2mg/L，氨氮去除率為99. 98%，同時(shí)，測(cè)得空氣中的NH3含量為I. Img/m3，達(dá)到國(guó)家氨氣二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)例2
所述的蜂窩狀含多種貴重金屬的催化劑以氧化物質(zhì)量比計(jì)為
20g氧化鉛、8g氧化釩、7g氧化鉻、
2g氧化銅、6g氧化汞、18g氧化鎘、
16g氧化鎳、9g氧化鈦、Ilg氧化釷、
3g氧化釕。首先，稱取30份陶土、20份沸石、25份硅膠和25份石墨混合后經(jīng)烘干、粉碎研磨成粉末作為吸附劑載體，然后取30g/L硝酸鉛、8g/L硫化釩、7g/L硫酸鉻、2g/L硝酸銅、6g/L硝酸萊、5g/L氯化鎘、9g/L氯化鎳、5g/L氯化鈦、4g/L硝酸娃、4g/L氯化鈷、30g/L蘋果酸、10g/L對(duì)甲苯磺酰肼溶液配成浸潰液，然后按照載體與浸潰液等體積浸潰17小時(shí)，再在常壓條件下，干燥17小時(shí)后于烘箱中110°C條件下干燥6小時(shí)；接著在負(fù)壓為0. 3MPa、溫度為700°C的條件下焙燒3小時(shí)，再在負(fù)壓為0. 5MPa、常溫條件下迅速冷卻干燥，即可得到蜂窩狀的含多種重金屬的催化劑，之后在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，于900°C的溫度中通入氫氣還原。最后把制得的催化劑作為填料置于蒸氨塔內(nèi)，填料厚度為5cm，每隔50cm安放一層，直至塔頂。采集無(wú)錫某制藥廠的廢水樣本，然后利用由上述方法制成的催化劑對(duì)廢水中的氨氮進(jìn)行處理，處理之后該廢水中的氨氮濃度從15000mg/L降低到0. 2mg/L，氨氮去除率為99. 99%，同時(shí)，測(cè)得空氣中的NH3含量為I. 0mg/m3，達(dá)到國(guó)家氨氣一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)例3
25g氧化鉛、7g氧化釩、7g氧化鉻、
2g氧化銅、5g氧化汞、17g氧化鎘、
16g氧化鎳、8g氧化鈦、IOg氧化釷、
3g氧化釕。首先，稱取30份陶土、20份沸石、25份硅膠和25份石墨混合后經(jīng)烘干、粉碎研磨成粉末作為吸附劑載體，然后取20g/L硝酸鉛、6g/L硫化釩、6g/L硫酸鉻、lg/L硝酸銅6g/L硝酸萊、4g/L氯化鎘、8g/L氯化鎳、4g/L氯化鈦、3g/L硝酸娃、3g/L氯化鈷、27g/L蘋果酸、9g/L對(duì)甲苯磺酰肼溶液配成浸潰液，然后按照載體與浸潰液等體積浸潰14小時(shí)，再在常壓條件下，干燥15小時(shí)后于烘箱中110°C條件下下燥6小時(shí)；接著在負(fù)壓為O. 3MPa、溫度為700°C的條件下焙燒3小時(shí)，再在負(fù)壓為O. 5MPa、常溫條件下迅速冷卻干燥，即可得到蜂窩狀的含多種重金屬的催化劑，之后在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，于900°C的溫度中通入氫氣還原。最后把制得的催化劑作為填料置于蒸氨塔內(nèi)，填料厚度為4cm，每隔50cm安放一層，直至塔頂。采集上海某制藥廠的廢水樣本，然后利用由上述方法制成的 催化劑對(duì)廢水中的氨氮進(jìn)行處理，處理之后該廢水中的氨氮濃度從18000mg/L降低到O. 2mg/L，氨氮去除率為99. 99%，同時(shí)，測(cè)得空氣中的NH3含量為I. 0mg/m3，達(dá)到國(guó)家氨氣一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)化工廢水中氨氮轉(zhuǎn)化的催化劑制備方法，其特征在于 (1)載體預(yù)處理按重量份數(shù)比計(jì)，取30份陶土、20份沸石、25份硅膠、25份石墨經(jīng)烘干、粉碎、研磨成粉末，作為吸附劑載體； (2)浸潰液配置配成質(zhì)量濃度分別為10 30g/L硝酸鉛、5 8g/L硫化釩、5 7g/L硫酸鉻、I 2g/L硝酸銅、5 6g/L硝酸萊、4 5g/L氯化鎘、5 9g/L氯化鎳、3 5g/L氯化鈦、2 4g/L硝酸娃、2 4g/L氯化鈷、25 30g/L蘋果酸、8 llg/L對(duì)甲苯磺酰肼溶液； (3)浸潰按照載體與浸潰液等體積(V)浸潰11 17小時(shí)； (4)干燥、焙燒在真空常溫條件下干燥11 17小時(shí)，再于烘箱中110°C干燥6小時(shí)；在負(fù)壓為O. 3MPa、溫度為700°C條件下焙燒3小時(shí)，然后在負(fù)壓為O. 5MPa、常溫條件下迅速冷卻干燥，即可得到蜂窩狀的含多種重金屬的催化劑； (5)活化在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，于900°C條件下通入氫氣還原。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種促進(jìn)化工廢水中氨氮轉(zhuǎn)化的催化劑制備方法，其特征在于所述的蜂窩狀含多種貴重金屬的催化劑以氧化物質(zhì)量比計(jì)為 20 30g氧化鉛6 8g^化釩6 7g氧化鉻 I 2g氧化銅5 6g氧化汞16 18g氧化鎘 15 16g氧化鎳4 9g氧化鈦9 Hg氧化釷 I 4g氧化釘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種促進(jìn)化工廢水中氨氮轉(zhuǎn)化的催化劑制備方法，其步驟為首先稱取一定比例的陶土、沸石、硅膠和石墨經(jīng)烘干、粉碎后作為吸附劑載體，然后按照比例稱取氧化鉛、氧化釩、氧化鉻、氧化銅等配成浸漬液，之后按照載體與浸漬液等體積浸漬11～17小時(shí)，然后經(jīng)干燥、焙燒后用氫氣還原，最后把制得的催化劑作為填料置于蒸氨塔內(nèi)，填料厚度為3～5cm，每隔50cm安放一層，直至塔頂。本發(fā)明在常壓條件下利用蒸汽的溫度將廢水中的氨氣直接轉(zhuǎn)化成氮?dú)馀欧诺酱髿庵?，避免了二次污染的?wèn)題，且無(wú)需高溫加壓，成本低，氨氮去除率高。
文檔編號(hào)B01J29/076GK102773116SQ20121025319
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者張鳳娥, 虞靜, 雷春生 申請(qǐng)人:常州大學(xué)