一种电解-催化氧化联合处理含盐有机废水的方法

摘要

本发明公开了一种电解-催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，该方法能有效利用有机废水中盐分，以废治废，在达到处理要求的同时具有效果稳定、成本低廉、易于工业化应用等特点。本发明的电解-催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，其主要步骤为：先将高盐有机废水电解槽中电解20～140min，再将电解后的废水打入装有催化剂的固定床反应器中，以空速为1.6～2.4h-1连续流经床层，进行催化氧化反应。

权利要求

1.一种电解—催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，其特征在于包括以下步骤：

先将需要处理的高盐有机废水电解槽中电解20～140min，再将电解后的废水打入装-1有催化剂的固定床反应器中，以空速为1.6～2.4h 连续流经床层，进行催化氧化反应；其中所述的催化剂为氧化镍负载催化剂，该氧化镍负载催化剂的制备方法如下：先将100g载体浸渍在30～40％的Ni(NO3)2溶液中，放置10～15小时，自然晾干，再将晾干的载体浸渍到重量百分浓度为5～10％的NaOH水溶液中，常温下匀速搅拌，浸渍时间为12～20小时；然后再在105～115℃下干燥12～15小时，置于马弗炉中300～400℃下焙烧4～5小时，自然冷却至室温，即得到氧化镍负载催化剂。

2.根据权利要求1所述的电解—催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，其特征在于所述的电解槽电解时的电压为15～30V。

3.根据权利要求1所述的电解—催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，其特征在于所述的载体为Al2O3、MgO或MgAl2O4。

4.根据权利要求1所述的电解—催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，其特征在于所述的氧化镍负载催化剂中金属氧化镍的质量占氧化镍负载催化剂总质量的百分比为

10～15％。

说明书

一种电解-催化氧化联合处理含盐有机废水的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种工业废水的处理方法，更进一步说是一种电解-催化氧化联合处理含盐有机废水的方法。

背景技术

[0002] 随着我国工业的发展，许多行业、企业排放的废水日趋复杂，尤其是农药、染料、医药等化工生产中产生的大量废水除了具有有机物含量高、成分复杂、pH值变化大、色泽深、气味重等特点外，还含有高浓度的盐类物质，是目前水处理的难点之一。

[0003] 目前处理此类废水多采用焚烧、反渗透、离子交换、蒸馏等方法。焚烧法在国外使用比较普遍。日本(特开昭49-46576)提出采用立式急冷焚烧方法，该法需要在900～1300℃焚烧温度和过量的空气下进行，能耗高、处理成本大。《日本公害Y对策》1975，11(12)提出的采用硫化焚烧(600～800℃)处理高浓度含盐有机废水的方法，但易受钠盐影响，操作难以稳定。国内采用焚烧法的厂家并不多，主要采用反渗透、离子交换、多效蒸发等手段脱盐，然后再进行处理的方法。但这些方法无疑增加了工序，处理成本比较高。

[0004] 为了改变当前高盐废水处理成本居高不下的现状，急需开发出一套经济有效地的处理含盐有机废水的方法。

发明内容

[0005] 本发明的目的是解决现有技术中存在的问题与不足，提供一种电解-催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，该方法能有效利用有机废水中盐分，以废治废，在达到处理要求的同时具有效果稳定、成本低廉、易于工业化应用等特点。

[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0007] 本发明的电解-催化氧化联合处理高盐有机废水的方法主要是先将高盐有机废水在电解槽中电解，在电解过程中难降解大分子有机物逐步转化为小分子有机物，同时废- -水中含有的Cl 生成具有强氧化性的ClO ；电解后的废水在催化剂存在的条件下经过化学催化氧化反应完全降解为CO2和H2O。

[0008] 本发明的电解-催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，其主要步骤为：先将高盐有机废水电解槽中电解20～140min，再将电解后的废水打入装有催化剂的固定床反应-1器中，以空速为1.6～2.4h 连续流经床层，进行催化氧化反应。

[0009] 本发明上述的电解-催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，其进一步的技术方案是所述的电解槽电解时的电压为15～30V。

[0010] 本发明上述的电解-催化氧化联合处理含盐有机废水的方法，其进一步的技术方案是所述的催化剂为氧化镍负载催化剂，该氧化镍负载催化剂的制备方法如下：先将100g载体浸渍在30～40％的Ni(NO3)2溶液中，放置10～15小时，自然晾干，再将晾干的载体浸渍到重量百分浓度为5～10％的NaOH水溶液中，常温下匀速搅拌，浸渍时间为12～20小时；然后再在105～115℃下干燥12～15小时，置于马弗炉中300～400℃下焙烧4～5小时，自然冷却至室温，即得到氧化镍负载催化剂，样品中金属重量百分含量为10～15％；再进一步的技术方案是所述的载体优选为Al2O3、MgO或MgAl2O4。

[0011] 本发明难降解高盐有机废水电解生成ClO-和催化氧化部分产生活性氧(O)原理为：

[0012] 一、电解生成ClO-

[0013] 阳极反应：2Cl--2e→Cl2↑

[0014] 阴极反应：2H++2e→H2↑

[0015] 溶液反应：Cl2+H2O→HClO+HCl

[0016] OH-+HClO→ClO-+H2O

[0017] 二、活性氧O的生成

[0018] Ni2O3+ClO-→2NiO2+Cl-

[0019] 2NiO2+ClO-→Ni2O3+Cl-+2O

[0020] 本发明的方法具有以下有益效果：

[0021] (1)适用范围广，对于农药、染料、医药等化工生产中排放的难于生化的含盐废水均适用。

[0022] (2)关键还在于充分有效利用了废水中本身的盐类，不需要额外加入氧化剂，处理成本低。

[0023] (3)处理效果好、操作安全，污染物氧化比较彻底。

附图说明

[0024] 图1为本发明的电解-催化氧化联合处理高盐有机废水的方法工艺流程示意图[0025] 图中：1-.双路直流稳压电流，2-电极，3-高盐有机废水，4-电解槽，5-夹套反应器，6-出水贮槽，7-蠕动泵，8-循环超级恒温水浴。

具体实施方式

[0026] 下面通过具体实例进一步说明本发明，实施例中所用的催化剂制备方法如下：

[0027] 先将100gAl2O3颗粒浸渍在35％的Ni(NO3)2溶液中，放置10h，自然晾干，再将晾干的载体浸渍到重量百分浓度为7.5％NaOH水溶液中，常温下匀速搅拌，浸渍时间为12h。在110℃下干燥12h，置于马弗炉中350℃下焙烧4h，自然冷却至室温，最终得到本实验用的负载有镍的三氧化二铝催化剂，烧成后样品中金属重量百分含量为14％。

[0028] 实施例1

[0029] 将10L初始COD为10000mg/L的高盐有机废水通入电解槽中，调节电压为20V，电-1解20min。将电解后废水用蠕动泵打入装有120g催化剂的固定床反应器中，以空速为1.6h连续流经床层，进行催化氧化反应。其结果与加有一定量次氯酸钠为氧化剂的高盐废水直接通过固定床进行催化氧化反应进行比较。

[0030] 在进行比较的直接通过次氯酸钠催化氧化处理中，次氯酸钠加入量由高盐有机废水COD初始值决定。通常按下式计算：

[0031]

[0032] 实际应用时，按计算量的1.2倍使用。

[0033] COD用国标GB11914-89重铬酸盐法测定废水。COD去除率计算公式如下：

[0034] COD去除率＝(进水COD-出水COD)/进水COD×100％

[0035] 实验结果见表2、3。

[0036] 实施例2-7中电解时间及空速见表2，其它条件和方法同实施例1，结果见表2、3。

[0037] 实施例8-11中空速见表3，其它条件和方法同实施例7，结果见表2、3。

[0038] 对比例：即不经电解直接催化氧化高盐有机废水，催化氧化方法同实施例1，结果见表1。

[0039] 表1直接催化氧化高盐有机废水COD去除率

[0040]进水COD mg/L 出水COD mg/L COD去除率％
10000 2577 74.23

[0041] 表2电解高盐有机废水COD去除率

[0042]实施例 实施例 实施例 实施例 实施例 实施例 实施例
1 2 3 4 5 6 7
电解时间min 20 40 60 80 100 120 140
进水COD mg/L 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000
出水COD mg/L 7746 7152 6524 5794 5396 5137 5072
电解COD去除率％ 22.54 28.48 34.76 42.06 46.04 48.63 49.28
空速h-1 2.0 2.0 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8
出水COD mg/L 1000 798 558 395 318 248 203
总COD去除率％ 90 92 94.4 96 96.8 97.5 98

[0043] 表3催化氧化电解后高盐有机废水COD去除率

[0044]实施例8 实施例7 实施例9 实施例10 实施例11
空速h-1 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
进水COD mg/L 5072 5072 5072 5072 5072
出水COD mg/L 138 203 346 1548 2558
催化氧化COD去除率％ 97.28 96.00 93.18 69.48 49.57
总COD去除率％ 98.62 98.00 96.54 84.52 74.42

[0045] 由表中数据可以看出，初始COD为10000mg/L的高盐有机废水在经过电解140min，以小于2.0h-1的空速流经装有120g催化剂的固定床反应器后，出水COD值为346mg/L以下，达到国家废水排放标准。