申请日2012.10.09
公开(公告)日2013.02.13
IPC分类号B01J23/89; C02F101/16; C02F1/70
摘要
本发明涉及了一种促进炼油废水中氨氮转化的催化剂制备方法，属于污水处理领域。本发明以干丝瓜，陶土等为载体，采用浸渍法制得催化剂，催化剂主要由氧化钴、氧化钽、氧化铬等重金属氧化物组成。把该催化剂作为填料安置在蒸氨塔内，在pH9的条件下处理某炼油厂氨氮浓度1800～2500mg/L废水，废水内的氨氮浓度降到9mg/L以下，去除率高达99.98%以上。同时检测空气中NH3的含量为1.8mg/m3，符合国家二级排放标准。本发明制得的催化剂可以直接把废水中的氨氮转化为氮气具有耗能少，针对性强的优点。
权利要求书
1.一种促进炼油废水中氨氮转化的催化剂制备方法，其特征在于：
(1)载体预处理：按重量份数比计，取50份干丝瓜、10份火龙果皮、20份酒糟、20份陶 土，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体;
(2)浸渍液配置：配成质量浓度分别为重铬酸4～6g/L，醋酸铅1～3g/L，氯化汞3～ 5g/L，硝酸钴20～25g/L，钽酸15～20g/L，硝酸钯4～6g/L，硝酸铜2～3g/L，氯化金3～ 5g/L，硫酸铊1～3g/L，咖啡酸25～35g/L，偶氮二异丁腈2～5g/L溶液;
(3)浸渍：按着载与体与浸渍液等体积(V)浸渍18～24小时;
(4)干燥、焙烧：在真空常温条件下干燥18～24小时，再于烘箱中120℃干燥3小时; 在负压为0.4MPa、温度为800℃条件下焙烧2.5小时，然后在负压为0.3MPa、常温条件 下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状含多种贵重金属的催化剂;
(5)活化：在氮气保护条件下，于600℃条件下通入氢气还原。
2.根据权利要求1所述的一种促进炼油废水中氨氮转化的催化剂制备方法，其特征在于： 所述蜂窝状含多种贵重金属的催化剂中各物质的含量以氧化物质量百分比计，氧化铬8～ 10%，氧化铅1～3%，氧化汞3～5%，氧化钴20～25%，氧化钽15～20%，氧化钯4～ 6%，氧化铜2～3%，氧化金3～5%，氧化铊1～3%，其余质量为载体。
说明书
一种促进炼油废水中氨氮转化的催化剂制备方法
技术领域
本发明公开了一种促进炼油废水中氨氮转化的催化剂制备方法，属于污水处理领 域。
背景技术
炼油废水是炼油化工行业生产、运行过程中产生的不可直接利用的污染水，废水中 含有高浓度的氨氮，过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧 化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类健康。
目前，利用催化剂催化作用使废水中高浓度氨氮转化成氮气的方法已成为可能，例 如：李鱼、张荣等在文献“Co_Bi催化剂催化湿法氧化降解垃圾渗滤液中的氨氮”中描述的 一种以Co/Bi催化剂对高浓度氨氮废水进行处理，氨气直接转化为氮气排放，但需要在高温 125～320℃，高压0.5～2.0MPa条件下才起催化作用，这势必造成能源的巨大消耗，由此带 来的处理费用过于昂贵，无法在实际生成中运行。传统的蒸氨法是以水蒸气为吹脱介质，但 同时需要强碱性环境，且废水中的氨氮以NH3的形式排放入空气中，容易造成二次污染风 险，为了消除对环境所带来的二次污染，人们一般采用H2O或稀硫酸吸收氨气，但这种利 用吸收处理方法得到的产品不纯，且浓度过低，没有市场价值，仍然是一种以高浓度氨氮存 在着的废水。
发明内容
本发明围绕目前催化剂催化处理氨氮废水时需要高温、高压才能把氨氮转化为氮 气，由此导致的处理费用过于昂贵而无法应用于实践，在于提供了一种在蒸氨过程中就能够 把废水中的氨氮直接转化为氮气的催化剂，实现了在较低成本下进行催化转化，使得这一方 法在实践中运用成为可能。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
(1)载体预处理：按重量份数比计，取50份干丝瓜、10份火龙果皮、20份酒糟、20份 陶土，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体;
(2)浸渍液配置：配成质量浓度分别为重铬酸8～10g/L，醋酸铅1～3g/L，氯化汞3～ 5g/L，硝酸银20～25g/L，钽酸15～20g/L，硝酸钯4～6g/L，硝酸铜2～3g/L，氯化金3～ 5g/L，硫酸铊1～3g/L，咖啡酸25～35g/L，偶氮二异丁腈2～5g/L溶液;
(3)浸渍：按着载与体与浸渍液等体积(V)浸渍18～24小时;
(4)干燥、焙烧：在真空常温条件下干燥18～24小时，再于烘箱中120℃干燥3小 时;在负压为0.4MPa、温度为800℃条件下焙烧2.5小时，然后在负压为0.3MPa、常温 条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状含多种贵重金属的催化剂;
(5)活化：在氮气保护条件下，于600℃条件下通入氢气还原。
所述蜂窝状含多种贵重金属的催化剂中各物质的含量以氧化物质量百分比计，氧化 铬8～10%，氧化铅1～3%，氧化汞3～5%，氧化钴20～25%，氧化钽15～20%，氧化钯 4～6%，氧化铜2～3%，氧化金3～5%，氧化铊1～3%，其余质量为载体。
本发明制备的催化剂应用方法为：
把得到的催化剂作为填料安置在蒸氨塔内，填料厚度为1～2cm，每隔30cm安放一层，直 至塔顶。
本发明的有益效果是：
(1)可直接把炼油废水中的氨氮还原成氮气排放，对环境不会造成二次污染;
(2)实现了催化剂在蒸氨过程中把废水中的氨氮直接转化为氮气，无需特定条件下的高 温高压，节约了成本;
(3)针对炼油废水水质情况，选择了以Pd-Au-Pb-Tl为主的催化剂，针对性强。
具体实施方式
制备方式
先对载体预处理：按重量份数比计，取50份干丝瓜、10份火龙果皮、20份酒糟、20份陶 土，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体;接着配置浸渍液：配成质量浓度分别为 重铬酸8～10g/L，醋酸铅1～3g/L，氯化汞3～5g/L，硝酸钴20～25g/L，钽酸15～20g/L， 硝酸钯4～6g/L，硝酸铜2～3g/L，氯化金3～5g/L，硫酸铊1～3g/L，咖啡酸25～35g/L， 偶氮二异丁腈2～5g/L的溶液;然后按着载体与浸渍液等体积(V)浸渍18～24小时;再在 真空常温条件下干燥18～24小时，再于烘箱中120℃干燥3小时;在负压为0.4MPa、温 度为800℃条件下焙烧2.5小时，然后在负压为0.3MPa、常温条件下迅速冷却干燥，即可 得到蜂窝状的含多种贵重金属的催化剂;最后在氮气保护条件下，于600℃条件下通入氢 气还原。
应用方法
催化剂作为填料安置在蒸氨塔内，填料厚度为1～2cm，每隔30cm安放一层，直至塔顶。
实例1
先对载体预处理：按重量份数比计，取50份干丝瓜、10份火龙果皮、20份酒糟、20份陶 土，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体;接着配置浸渍液：配成质量浓度分别为 重铬酸8g/L，醋酸铅3g/L，氯化汞5g/L，硝酸钴20g/L，钽酸15g/L，硝酸钯6g/L，硝酸铜 3g/L，氯化金5g/L，硫酸铊3g/L，咖啡酸35g/L，偶氮二异丁腈5g/L的溶液;然后按着 载体与浸渍液等体积(V)浸渍20小时;再在真空常温条件下干燥18小时，再于烘箱中120 ℃干燥3小时;在负压为0.4MPa、温度为800℃条件下焙烧2.5小时，然后在负压为 0.3MPa、常温条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状的含多种贵重金属的催化;最后在氮 气保护条件下，于600℃条件下通入氢气还原。所得催化剂作为填料安置在蒸氨塔内，填 料厚度为2cm，每隔30cm安放一层，直至塔顶。
用该蒸氨塔在为pH8的条件下处理某炼油厂氨氮浓度1800mg/L废水，废水内的氨 氮浓度从1800mg/L降到9mg/L，去除率高达99.99%以上。同时检测空气中NH3的含量为 1.8mg/m3，符合国家二级排放标准。
实例2
先对载体预处理：按重量份数比计，取50份干丝瓜、10份火龙果皮、20份酒糟、20份陶 土，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体;接着配置浸渍液：配成质量浓度分别为 重铬酸10g/L，醋酸铅1g/L，氯化汞2g/L，硝酸钴25g/L，钽酸20g/L，硝酸钯4g/L，硝酸 铜2g/L，氯化金3g/L，硫酸铊1g/L，咖啡酸25g/L，偶氮二异丁腈2g/L的溶液;然后按 着载体与浸渍液等体积(V)浸渍24小时;再在真空常温条件下干燥20小时，再于烘箱中 120℃干燥3小时;在负压为0.4MPa、温度为800℃条件下焙烧2.5小时，然后在负压 为0.3MPa、常温条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状的含多种贵重金属的催化;最后在 氮气保护条件下，于600℃条件下通入氢气还原。所得催化剂作为填料安置在蒸氨塔内， 填料厚度为1cm，每隔30cm安放一层，直至塔顶。
用该蒸氨塔在为pH 8.5的条件下处理某炼油厂氨氮浓度1500mg/L废水，废水内的氨 氮浓度从2000mg/L降到8mg/L，去除率高达99.99%以上。同时检测空气中NH3的含量为 1.6mg/m3，符合国家二级排放标准。
实例3
先对载体预处理：按重量份数比计，取50份干丝瓜、10份火龙果皮、20份酒糟、20份陶 土，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体;接着配置浸渍液：配成质量浓度分别为 重铬酸9g/L，醋酸铅2g/L，氯化汞4g/L，硝酸钴23g/L，钽酸17g/L，硝酸钯5g/L，硝酸铜 2g/L，氯化金4g/L，硫酸铊2g/L，咖啡酸28g/L，偶氮二异丁腈3g/L的溶液;然后按着 载体与浸渍液等体积(V)浸渍18小时;再在真空常温条件下干燥20小时，再于烘箱中120 ℃干燥3小时;在负压为0.4MPa、温度为800℃条件下焙烧2.5小时，然后在负压为 0.3MPa、常温条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状的含多种贵重金属的催化;最后在氮 气保护条件下，于600℃条件下通入氢气还原。所得催化剂作为填料安置在蒸氨塔内，填 料厚度为2cm，每隔30cm安放一层，直至塔顶。
用该蒸氨塔在为pH9的条件下处理某炼油厂氨氮浓度2500mg/L废水，废水内的氨 氮浓度从2500mg/L降到8mg/L，去除率高达99.99%以上。同时检测空气中NH3的含量为 1.7mg/m3，符合国家二级排放标准。