申请日2014.04.29
公开(公告)日2014.08.06
IPC分类号C02F1/72; B01J23/745
摘要
一种化工废水氧化处理用的催化剂及使用方法，催化剂由铁、炭和硅溶胶构成,其重量配比为：铁60～85%、炭8～15%、二氧化硅5～8。使用方法为：A、将催化剂填装在堆积固定床中;B、通过压力泵将废水充满堆积固定床;C、通过液氧泵将液氧送入堆积固定床內的废水中;D、连续送进废水和液氧;E、反应完毕气液混合物自动压向闪蒸塔;F、闪蒸后的蒸汽混合气体(含小分子有机物)进入厌氧池进行厌氧处理，铁离子形成氢氧化铁沉淀，压滤，滤液达标排放或进厌氧池深度处理，固渣进锅炉焚烧无害化处理。优点：催化剂使用寿命长，处理后的废水完全可以达标排放或再进厌氧池深度处理。
权利要求书
1. 一种化工废水氧化处理用的催化剂，其特征在于它由铁、炭和硅溶胶构成, 其重量配比为：
铁60～85%、炭8～15%、二氧化硅5～8。
2. 根据权利要求1所述的一种化工废水氧化处理用的催化剂，其特征在于催化剂的使用方法为：
A、将催化剂填装在堆积固定床中;
B、通过压力泵将废水充满堆积固定床，开始升温，并使堆积固定床床温稳定在200～300℃，废水pH控制在2～6;堆积固定床压力为3.0～10.0Mpa;
C、通过液氧泵将液氧送入堆积固定床內的废水中，液氧泵压力稳定在5.0～8.0MPa;此时堆积固定床发生催化氧化，废水剧烈升温，通过换热器降温至240～280℃;
D、堆积固定床床温稳定在240～280℃;液氧泵压力稳定在5.0～8.0MPa，连续送进废水和液氧，废水的液空时速在0.5～3h-1;
E、堆积固定床出口备压阀门压力设定在3-10.0MPa，反应完毕气液混合物自动压向闪蒸塔;
F、闪蒸后的蒸汽混合气体(含小分子有机物)进入厌氧池进行厌氧处理;闪蒸后的废水再用絮凝剂调节pH到7.0～7.5，铁离子形成氢氧化铁沉淀，压滤，滤液达标排放或进厌氧池深度处理，固渣进锅炉焚烧无害化处理;絮凝剂为氢氧化钙、氢氧化镁或者其它碱。
说明书
一种化工废水氧化处理用的催化剂及使用方法
技术领域
本发明涉及化工废水氧化处理用的催化剂及使用方法。
背景技术
含盐的化工废水处理，一直困扰着化学合成行业的可持续发展。由于没有合理的方法处理这些剧毒废水，引发了全球尤其是国内环境灾难。
日本触媒株式会社公开了一种含贵重金属钴、镍、银、金、铂、钯、铑、铱、钌催化剂，取得了很好效果。但是此催化剂成本太昂贵且催化剂易流失、寿命短，在我国很难实施，见CN1045398C。
中国专利CN1197781C和CN 1068564C公布了一种也是含贵重金属催化剂，只是含量减少罢了，同时添加了更易流失的剧毒试剂五氧化二钒。
现有的化工废水氧化处理工艺有的成本高，有处理效果不够好。
发明內容
本发明目的主要针对现有含盐的化工废水氧化处理工艺有的成本高，有的处理效果不够好之不足，而提供一种一种化工废水氧化处理用的催化剂及使用方法
催化剂由铁、炭和硅溶胶构成，其重量配比为：铁60～85%、炭8～15%、二氧化硅(硅溶胶煅烧完毕后的产物)5～8%。 该催化剂采用了如下常规制备方法，但不局限于此： (1)共混捏合：一定量的铁粉、活性炭粉和硅溶胶在捏合机中反复捏合，强力捏合可以提高催化剂强度。 (2)成型：将共混物再在螺杆挤条机上反复挤条，再断条成直径4～20mm，长度10～30mm的圆柱状，或者挤压成椭球状。 (3)烘干和煅烧：120℃烘干后再在500～600℃无氧煅烧。 该催化剂的使用方法在于按照下列步骤进行废水处理，废水处理后能够达标排放： 催化剂的使用方法为：
A、将催化剂填装在堆积固定床中;
B、通过压力泵将废水充满堆积固定床，开始升温，并使堆积固定床床温稳定在200～300℃，废水pH控制在2～6;堆积固定床压力为3.0～10.0Mpa;
C、通过液氧泵将液氧送入堆积固定床內的废水中，液氧泵压力稳定在5.0～8.0MPa;此时堆积固定床发生催化氧化，废水剧烈升温，通过换热器降温至240～280℃;
D、堆积固定床床温稳定在240～280℃;液氧泵压力稳定在5.0～8.0MPa，连续送进废水和液氧，废水的液空时速在0.5～3h-1;
E、堆积固定床出口备压阀门压力设定在3-10.0MPa，反应完毕气液混合物自动压向闪蒸塔;
F、闪蒸后的蒸汽混合气体(含小分子有机物)进入厌氧池进行厌氧处理;闪蒸后的废水再用絮凝剂调节pH到7.0～7.5，铁离子形成氢氧化铁沉淀，压滤，滤液达标排放或进厌氧池深度处理，固渣进锅炉焚烧无害化处理;絮凝剂为氢氧化钙、氢氧化镁或者其它碱。
上述步骤中，根据出水标准情况, 可以通过控制堆积固定床出口备压阀门的压力来控制废水在固定床内停留时间，使其完全达标。 本发明的优点：采用了铁-炭电池型催化剂，不用添加贵重金属，也能达到很好效果，且催化剂可以长时间使用，析出的铁离子作为后处理的絮凝剂，效果很好。这种铁-炭-氧化硅复合电池型催化剂，不用添加钴、镍、铂、钯、铑等贵重金属，也不含有对水体有污染的铜、铬等金属。该催化剂用于高浓度、含盐、剧毒的废水高温高压液相氧化处理，有机物被氧化成二氧化碳和水，废水中含有从催化剂中溶出的铁离子，再经过闪蒸和石灰乳絮凝沉淀，COD脱除效果好，催化剂价格低廉、使用寿命长，处理后的废水完全可以达标排放或再进厌氧池深度处理。
具体实施方式
催化剂由铁、炭和硅溶胶构成，其重量配比为：铁60～85%、炭(活性炭粉)8～15%、二氧化硅(硅溶胶煅烧完毕后的产物)5～8%。 该催化剂采用了如下常规制备方法， (1)共混捏合：铁粉、活性炭粉和二氧化硅(硅溶胶煅烧完毕后的产物)在捏合机中反复捏合，强力捏合可以提高催化剂强度。 (2)成型：将共混物再在螺杆挤条机上反复挤条，再断条成直径4～20mm，长度10～30mm的圆柱状，或者挤压成椭球状。 (3)烘干和煅烧：120℃烘干后再在500～600℃无氧煅烧。
实施例一
催化剂组分
化学组分 铁粉 炭 硅胶 含量，%(重量) 82 10 8
1、氧化苯实验
配制废水：1%苯分散水溶液(搅拌不停);
条件：温度275～280℃、压力7.0～8.0MPa;
液空时速1 h-1。
出水中苯检测：0%(GC)，但有小分子量的醛和羧酸。
结论：苯完全氧化。
2、氧化正辛烷实验
配制废水：1%正辛烷分散水溶液(搅拌不停);
条件：温度275～280℃、压力7.0～8.0MPa;
液空时速1 h-1。
出水中正辛烷检测：0%。
结论：正辛烷完全氧化。
3、氧化硫化促进剂M实验
配制废水：1%硫化促进剂M水溶液(搅拌不停);
条件：温度275～280℃、压力7.0～8.0MPa;
液空时速1 h-1。
出水中二甲亚砜检测：0%(气相色谱法)，有二氧化硫。
结论：二甲亚砜完全氧化。
4、氧化吡啶实验
配制废水：1%吡啶水溶液;
条件：温度275～280℃、压力7.0～8.0MPa;
液空时速1 h-1。
出水中吡啶检测：0.64%(气相色谱法)。
结论：吡啶氧化不完全，氧化分解率36%。
5、氧化氨水实验
配制废水：1%氨水溶液;
条件：温度275～280℃、压力7.0～8.0MPa;
液空时速1 h-1。
出水中氨检测：1%(气相色谱法)。
结论：对氨无氧化能力。
实施例二
催化剂组分
化学组分 铁粉 炭 硅胶 含量，%(重量) 85 10 5
氧化苯实验
配制废水：1%苯分散水溶液(搅拌不停);
条件：温度275～280℃、压力7.0～8.0MPa;
液空时速1 h-1。
出水中苯检测：0%(气相色谱法)，但有小分子量的醛和羧酸;但催化剂有粉化。
实施例三 实际用户甲
采用实施例一催化剂。
废水来源和性质：农药厂，吡啶、联吡啶、百草枯产品废水。COD=60000，盐(以氯化钠计)质量浓度15%，深褐色，有分层现象。试验结果如下：
实施例四 实际用户乙
采用实施例一催化剂。
废水来源和性质：橡胶助剂厂，含硫化促进剂M废水。COD=70000，盐(以氯化钠计)质量浓度5%，深褐色。结果如下：
温度 275～280℃ 压力 7.0～8.0MPa; 液空时速 1 h-1 #全冷凝出水COD 900 絮凝后出水COD 300 出水外观 无色
注：#由于出水含二氧化硫，结果为扣除SO2后的数据。
实施例五 实际用户丙
采用实施例一催化剂。
废水来源和性质：合成香料厂，杂环类产品，废水含多甲基吡嗪、噻唑等杂环和甲基叔丁基醚。COD=80000，盐(以氯化钠计)质量浓度0.8%，深褐色。结果如下：
温度 275～280℃ 压力 7.0～8.0MPa; 液空时速 1 h-1 全冷凝出水COD 800 絮凝后出水COD 300 出水外观 无色