申请日2003.02.25
公开(公告)日2005.07.06
IPC分类号C02F9/06; C02F9/02
摘要
一种絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法。首先对环烷酸废水进行气浮-絮凝处理，压力为0.2～0.4MPa，药剂使用量为废水量的0.01～0.07%;在絮凝处理后，在电场中电极间直流电压为5～15V，电流为每平方分米200～400mA的外加电场下，使环烷酸废水中有机污染物在催化剂表面催化氧化。实验结果表明，该联用技术处理环烷酸废水，可直接达标排放，运行费用较低。
権利要求書
1、一种絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法，首先采用无机絮凝剂 对环烷酸废水进行气浮-絮凝处理，压力为0.2～0.4MPa，无机絮凝剂使用 量为废水量的0.01～0.07%;絮凝处理后，在电场中电极间直流电压为 5～15V，电流为每平方分米200～400mA的外加电场下，使环烷酸废水中有 机污染物在催化剂表面催化氧化。
2、根据权利要求1所述的絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法，其 特征在于：所述无机絮凝剂为硫酸铝、聚合氯化铝或聚合硫酸铁。
3、根据权利要求2所述的絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法，其 特征在于：所述无机絮凝剂为聚合硫酸铁。
4、根据权利要求1所述的絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法，其 特征在于：所述无机絮凝剂的使用量为废水量的0.025%。
5、根据权利要求1所述的絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法，其 特征在于：所述絮凝剂中添加有机高分子聚合物助凝剂，其为阴离子聚丙 烯酰胺或阳离子聚丙烯酰胺，其使用量为3～7ppm。
6、根据权利要求5所述的絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法，其 特征在于：所述助凝剂为分子量在1400万以上的阴离子聚丙烯酰胺。
7、根据权利要求1所述的絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法，其 特征在于：所述催化剂由活性组分和载体组成，以Fe、Ni或Mn中一种 或几种的氧化物为活性组分担载在Al2O3或活性炭载体上，其中金属组分 的重量百分含量为1～8%，余量为载体。
8、根据权利要求7所述的絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法，其 特征在于：所述催化剂中金属组分的重量百分含量为2.0～5.0%。
说明书
一种絮凝-电多相催化处理环烷酸废水方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理，具体地说是一种絮凝-电多相催化处理环 烷酸废水方法。
背景技术
环烷酸为石油加工副产品，作为一种重要的化工原料，广泛应用于 涂料、添加剂、防腐剂等众多领域。
由于环烷酸是强乳化剂，在生化池中会引起生化池表面大量起泡， 活性污泥上翻死亡，严重冲击生化操作，使生化处理难以有效进行。
有人曾提出用离心萃取预处理方法来治理环烷酸废水(石油化工环境 保护，1989年第二期)，但由于萃取时夹带量大，反应剧烈等问题，使处 理成本过高，难以实现工业化。
某化工厂的环烷酸废水，是在利用炼油后的副产品，经过酸化等过 程生产环烷酸的过程中产生的，含有部分环烷酸、油、酚、硫酸盐，还 有相当多的氯离子，难以生化处理。
气浮法主要是在水中通入或产生大量气泡，形成水、气及被去除物 质三相非均一体系，在界面张力、气泡上浮力和静水压力差的作用下， 使气泡和被去除物质的结合体上浮至水面，实现与水分离。絮凝法是向 水中投加混凝剂，破坏水中胶体颗粒的稳定状态，在一定水力条件下， 通过胶粒间的相互碰撞和聚集，从而形成易于从水中分离的絮状物(陈 复等，水处理技术及药剂大全)。两种方法结合使用，使污染物得以去除， 达到净化水质的目的。
气浮核心是产生微气泡。按照气泡产生的方式，气浮法净水主要采 用分散空气气浮法和压力溶气气浮法。
分散空气气浮法是利用较高速旋转时，转子周围的废水形成涡流， 在涡流中心形成真空，从而使外界空气进入转子，气水在高速旋转处得 到充分混合，出口水在剪切力的作用下，气体被碎细成微气泡而扩散于 水中。这种方法虽设备较简单，但溶气效果差，微气泡颗粒很大，效果 不理想。
压力溶气气浮法是将压力加到2-5MPa，空气溶入废水中，而后通过 释放器释放空气形成微气泡分散在水中并与絮块粘附在一起。此方法优 点是高压下溶气量大，通过释放器释放出的微气泡微细，粒度均匀，密 集度大，上浮稳定，对液体的扰动微小，特别适用于疏松微粒细小颗粒 的固液分离。
谢茂松提出的电-多相催化反应过程(ZL.92106153.6)，是把化学催化 与电催化过程结合到一起，利用催化剂活性组分和电激活的共同作用， 使反应分子活化，可在较温和反应条件下进行单用催化剂不能发生的反 应。中国专利(ZL.92106153.6)和(ZL.00122912)分别对啤酒厂、化肥 厂废水处理技术进行描述。利用电—多相催化技术已建成了处理化肥废 水的工业化装置，处理量为200吨/小时，通过了省市两级环保部门验收。 至今运行已两年多，经处理过的废水可以回用，节省了大量的工业用水; 电—多相催化氧化是在常温常压下，在电场与催化剂的协同作用下，使 大分子有机物转化为小分子或CO2和水，减少有害物质的含量，从而达 到废水的排放标准。
电-多相催化氧化和其它的水处理技术相比，有许多优点：如反应条 件温和，常温常压下进行;对水质没有特殊的要求;运行费用低;所需 的设备简单，占地面积小，操作简便;不产生二次污染;特别适合处理 一些中等浓度难降解的废水，对某些浓度不高、但毒性大、不适合生化 处理的废水，也能收到好的效果。
在用电-多相催化反应处理含有机物工业废水过程中，有机物降解实 际上是有机物被催化氧化而分解;其反应过程是，一方面于外加电场的 激活下，可在水溶液中引发产生以·OH为主的自由基，由于生成的·OH自由基具有很强的氧化性和对有机物反应的无选择性，使得生物难降解 的有机物在常温常压下的催化氧化成为可能;另一方面，被处理的有机 物可在催化剂表面被选择地进行催化氧化;因此，电—多相催化技术需 在电场及催化剂的协同作用下实现有机物的降解，选择适当含活性组分 的催化剂和电场条件就可高效率地进行催化氧化分解有机物的反应。
单独使用气浮-絮凝或电-多相催化技术处理环烷酸废水时，要么效果 不够理想，处理后的废水达不到国家规定的排放标准;或者成本过高， 不适于大规模推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效果好、适于大规模推广应用的絮凝-电 多相催化处理环烷酸废水方法。
为实现上述目的，本发明技术方案为：首先选取适当的絮凝剂和处 理方式对环烷酸废水进行气浮-絮凝处理，压力为0.2～0.4MPa，药剂使用 量为废水量的0.01～0.07%，所采用的絮凝药剂为无机絮凝剂;在絮凝处 理后，在电场中电极间直流电压为5～15V，电流为每平方分米200～400mA 的外加电场下，使环烷酸废水中有机污染物在催化剂表面催化氧化。
所述无机絮凝剂(A剂)，可以为硫酸铝、聚合氯化铝或聚合硫酸铁等 中一种;当A剂为聚铁时，在废水的CODCr在1200～3800mg/L的范围时， 最佳使用量可为废水量的0.025%;所述絮凝剂中可添加有机高分子聚合 物助凝剂(B剂)，其为阴离子聚丙烯酰胺或阳离子聚丙烯酰胺，其使用量 为3～7ppm;最好为分子量在1400万以上的阴离子聚丙烯酰胺。
在经絮凝处理后，选取适当的活性组分的催化剂和电场条件，再在 外加电场存在的条件下，使环烷酸废水中有机污染物在催化剂表面催化 氧化，其中所述催化剂由活性组分和载体组成，以Fe、Ni或Mn中一种 或几种的氧化物为活性组分担载在Al2O3或活性炭载体上，其中金属组分 的重量百分含量为1～8%，最好为2.0～5.0%;余量为载体。
所述催化剂可采用浸渍法制备，用含有金属离子的可溶性氯化物或 硝酸盐水溶液，浸渍载体后，静置，烘干，再于300～450℃下进行焙烧4～8 小时，即可得成品;
所述催化剂中可溶性氯化物或硝酸盐水溶液浓度为0.12～2.0mol/l， 溶液与载体体积比为0.8～1.5∶1;所述催化剂静置是指于25～30℃条件下 置放10～24小时，烘干是在110～130℃温度范围内进行;所述催化剂在以 活性炭为载体时，焙烧是在氮气保护下进行;
本发明具有如下优点：
1.本发明方法可有效处理环烷酸生产过程中产生的有机物废水。实 验结果表明，用该絮凝技术处理环烷酸废水可达到预处理目的，再经过 电-多相催化作用，可直接排放。
2.本发明方法中气浮-絮凝所使用的药剂，容易得到，投加简单，相 对运行费用低廉，有实际应用价值。
3.本发明方法中电-多相催化过程操作简便，反应条件温和，在常温 常压下进行，特别适合处理一些中等浓度难降解废水，运行费用低廉， 设备简单，无二次污染产生。
