申请日2007.03.09
公开(公告)日2012.10.10
IPC分类号B01J23/40; B01J23/52; C02F1/72; B01J21/06; B01J23/889; B01J23/89
摘要
本发明涉及一种用于废水处理的催化剂和一种使用该催化剂的废水湿式氧化处理方法，特别是，本发明的催化剂能够在高温和高压条件下，适用于废水湿式氧化处理。本发明提供了一种用于废水处理的催化剂，该催化剂包含选自包括锰、钴、镍、铈、钨、铜、银、金、铂、钯、铑、钌和铱的组的至少一种元素或者其化合物的催化活性成分，以及包含选自包括铁、钛、硅、铝和锆的组的至少一种元素或者其化合物的载体成分，其特征在于载体成分的固体酸量等于或者大于0.20mmol/g。
权利要求书
1.一种废水处理方法，其包括使用催化剂进行废水处理，所述催 化剂包含选自包括锰、金、铂、钯和钌中的至少一种元素或者其化合 物的催化活性成分，以及包含选自包括铁、钛、硅、铝和锆中的至少 一种元素或者其化合物的载体成分，其特征在于，通过采用气态碱吸 附法测量的所述载体成分的固体酸量为0.20至1.0mmol/g。
2.按照权利要求1所述的方法，其中所述催化剂的比表面积为20 至70m2/g。
3.按照权利要求2所述的方法，其中所述载体成分为氧化钛或者 氧化钛和选自包括锆、铁、硅和铝中的至少一种金属的氧化物的混合 物或复合氧化物。
4.按照权利要求3所述的方法，其中所述载体成分为氧化钛或者 氧化钛和选自包括锆和铁中的至少一种金属的氧化物的混合物或复合 氧化物。
5.按照权利要求1所述的方法，其中相对于所述载体，基于贵金 属的催化活性成分的量为0.01至3质量%。
6.按照权利要求1所述的方法，其中相对于所述载体，基于过渡 金属的催化活性成分的量为0.1至30质量%。
7.按照权利要求1所述的方法，其中所述载体成分的固体酸量为 0.22至0.8mmol/g。
8.按照权利要求2所述的方法，其中所述催化剂的比表面积为25 至60m2/g。
9.按照权利要求1所述的方法，其中用湿式氧化进行所述废水处 理的方法。
说明书
用于废水处理的催化剂以及使用所述催化剂的废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于废水处理的催化剂和一种使用该催化剂的废水湿式氧化处理方法。特别是，在高温和高压条件下，本发明的催化剂能够适用于废水湿式氧化处理。
背景技术
通常，作为废水处理的方法，生物处理、燃烧处理和Timmerman方法已为人们所知。
作为生物处理方法，通常使用活性污泥处理法、例如生物膜法的好氧处理法、例如甲烷发酵法的厌氧处理法以及好氧处理法和厌氧处理法的联合处理法。特别是，使用微生物的好氧处理法已被广泛地用作废水处理方法，但是，由于在对包含高浓度有机物质或者氮化合物的废水实施好氧微生物处理方法的情况下，需要废水的稀释或者pH调节用以提供适合微生物生长的环境，并且当产生剩余污泥时，还需要进一步处理生成的剩余污泥，所以细菌、藻类、原生动物等彼此进行复杂相互作用的好氧微生物处理法具有复杂的设备或操作问题，因此存在整体处理成本高的问题。
在处理大量废水的情况下，燃烧处理法存在由燃料成本等导致的处理成本较高的问题。另外，这种方法可能产生由燃烧生成的废气等导致的二次污染。
在Timmerman方法中，在含氧气体存在下，以高温和高压条件处理废水，但是，通常，其处理效率低，并且需要进一步的二次处理设备。
特别是，最近，由于包含在待处理的废水中的污染物质多样化以及获得高质量水平净水的需要，通过上述常规方法不再能达到充分反应。
因此，针对高效废水处理和获得高质量水平净水，人们已提出多种废水处理的方法。例如，由于能够提供高质量水平并且还具有极好经济实效的净水，使用固体催化剂的湿式氧化法(以下简称“催化湿式氧化处理法”)已为人们所关注。人们已提出多种催化剂用以提高这种催化湿式氧化处理法的处理效率和处理能力。例如，JP-A-49-44556已提出一种在例如氧化铝、硅铝、硅胶、活性碳等载体上承载例如钯、铂等贵金属的催化剂。另外，JP-A-49-94157已提出一种包含氧化铜或者氧化镍的催化剂。
但是，通常包含在废水中的成分不是单一物质，并且在许多情况下，包含氮化合物、硫化合物、有机卤化物等以及有机物质：即使使用包含这些多种污染物的废水处理催化剂，也不能达到对这些成分的充分处理。另外，催化剂强度随时间降低发生催化剂的破碎和粉碎，这导致了耐久性问题，因此不能提供充分实用性。
作为改进催化剂强度的技术，例如JP-A-58-64188已提出一种在例如球形或者圆柱形的二氧化钛或者氧化锆的载体上承载例如钯、铂等贵金属或例如铁、钴等重金属的催化剂。但是，该催化剂的任意一种的催化活性和耐久性是不足的。
因此，本发明的目的是提供一种在废水湿式氧化处理中长时间保持催化剂活性和耐久性并且还具有高机械强度的催化剂，以及提供一种使用该催化剂进行废水湿式氧化处理的方法。
在进行深入的研究之后，本发明人等已经发现通过使用催化剂载体和催化活性成分包含指定成分，并且载体的固体酸含量等于或者大于指定值的催化剂可解决上述问题，并因此完成本发明。
发明内容
本发明的第一个技术方案为一种废水处理催化剂，该催化剂包含选自包括锰、钴、镍、铈、钨、铜、银、金、铂、钯、铑、钌和铱的组的至少一种元素或者其化合物的催化活性成分，以及包含选自包括铁、钛、硅、铝和锆的组的至少一种元素或者其化合物的载体成分，其特点在于载体成分的固体酸量为等于或者大于0.20mmol/g。
载体成分的固体酸量优选为0.20至1.0mmol/g。另外，催化剂的比表面积优选为20至70m2/g。
本发明的第二个技术方案为一种废水处理方法，其特点在于使用上述催化剂处理废水。该废水的处理优选为湿式氧化处理方法。
本发明催化剂的机械强度、耐久性和催化活性中的任意一项是极好的，并且特别是，本发明的催化剂能够在废水湿式氧化处理中，长时间保持极好的催化活性和耐久性。而且，采用本发明的催化剂的废水湿式氧化处理能够提供高水平纯化净水。