電催化接觸氧化工藝的製作方法

2023-05-09 03:21:56

專利名稱：電催化接觸氧化工藝的製作方法
電催化接觸氧化工藝是用於處理印染廢水及含有難降解有機物的廢水治理技術。
印染行業所用的染料基本上都是人工合成的化學染料，由於化學染料具有品種多，結構複雜，脫色困難、可生化性較差等特點，一直是國內外沒有得到很好解決的問題，印染廢水的色度對廢水處理回用帶來了很大的困難，成為實現廢水資源化的障礙，是環境科學研究領域急待解決的問題。
含有難降解有機物廢水由於其可生化性較差，給環境帶來很大汙染，也是研究領域多年關注和要解決的技術問題。
上述兩種有機汙染物在治理上均有一定難度，處理成本也高。傳統的治理方法有化學混凝法、化學氧化法、吸附法、鐵屑過濾及生化等方法，在實際工程中，單一用一種處理手段很難取得滿意效果，因而實際工程中都是採用多個單元組合工藝，結果是處理工藝路線即長又複雜，處理費用偏高，而且處理後汙染物指標仍然達不到國家控制要求的排放標準，這一標準主要指色度和COD值。
電催化接觸氧化工藝的目的是解決印染廢水和難降解有機廢水達標排放或回用問題，即要縮短工藝流程，又要從根本上解決原有傳統技術解決不了的脫色和有機物降解的難點。
本發明機理是，廢水中的有機物在常溫下很難被氧化，即使有催化劑存在時也難氧化，但當外加電壓時，本發明所用的催化劑表面吸附的氧氣可形成含氧自由基，催化劑具有穩定含氧自由基，增大存在壽命，含氧自由基對有機物的氧化無選擇性，本發明所用的填料起電極化、吸附及分散作用，因此，當有足夠的氧氣提供時，廢水中的有機物可被不斷氧化分解。催化一氧化反應過程在一個反應器中完成，只用一個單元操作，就徹底解決了印染廢水的脫色和有機物降解的技術難點問題，用反應式表達為 電催化接觸氧化工藝的組成包括催化劑、填料和氧氣，催化劑為二氧化鈦或五氧化二釩，催化劑的形狀可是粉末狀，也可是顆粒狀，填料為分子篩、活性炭、沸石或砂粒，填料是起電極化和吸附、分散作用，增加反應物與催化劑之間的碰撞機率，反應條件是廢水水溫為0～40℃，最佳溫度15～25℃，大氣壓為0.8～1.2個大氣壓，廢水的PH值為1～14，最佳為6～8，廢水的有機物濃度COD在2000mg/L以下，將催化劑和填料以1∶9至9∶1的比例均勻混合，也可以以同樣的比例將催化劑固定在填料上，然後一起放在反應器中，將廢水引入反應器，催化劑和欲處理的廢水的比例是，催化劑量是欲處理廢水量的10％～90％，在反應器的電極的兩端施加5～50V的電壓，加快催化--氧化的速度，通過曝氣管連續通入空氣，以保證反應過程中有足夠的氧氣，廢水在反應器內的停留時間為20分鐘～10小時，將處理後的水引出反應器。
本發明從效果看，在有催化劑、電壓和足夠氧存在條件下，印染廢水中的人工合成染料這類難降解有機物質可以被氧化得很完全，處理後的水質指標完全達到國家排放標準，該技術是處理印染廢水和含難降解性有機物廢水的極佳方法。本發明的優點是工藝路線短，設備簡單、佔地面積小等優勢，不但降低了噸水處理成本，而且完全解決了印染廢水的脫色和有機物充分降解的問題。
本發明的具體實施如下用本發明方法在常溫、常壓下處理某廠印染廢水，其步驟是第一步水質調查有機物濃度COD1190mg/L廢水色度 450倍廢水PH 3廢水溫度 20℃第二步將20克二氧化鈦固定在180克分子篩上，放在反應器中，加入1公升廢水，在反應器的電極兩端施加20V的電壓，加快催化--氧化的速度，通過曝氣管連續通入空氣，以保證反應中有足夠的氧氣，整個反應器如同一沸騰床，廢水在反應器內停留30分鐘充分反應，最後將處理後的水引出反應器。
第三步處理後的水質檢驗結果為有機物濃度COD70mg/L色度 30倍PH值 6處理後水溫 20℃處理後水質達到國家二級排放標準。
權利要求
1. 電催化接觸氧化工藝的組成主要包括催化劑、填料，其特徵在於，組成還包括氧氣，其中，催化劑為二氧化鈦或五氧化二釩，填料為分子篩、活性炭、沸石或砂粒，催化劑和填料的比例為1∶9至9∶1。
2. 電催化接觸氧化工藝的特徵在於，催化劑和填料量是欲處理水量的10％～90％，將催化劑和填料放在反應器中，將廢水引入反應器，反應過程中加上電壓，通入氧氣，廢水在反應器內停留20分鐘～10小時，將處理後的水引出反應器。
3. 根據權利要求2所述的電催化接觸氧化工藝的特徵在於，反應在下列條件下進行a.廢水水溫為0～40℃，最佳溫度15～25℃，b.大氣壓為0.8～1.2個大氣壓，c.廢水的PH值為1～14，最佳為6～8，d.廢水的有機物濃度COD在2000mg/L以下，e.電壓為5～50V，f.通入氧氣為連續通入氧氣。
全文摘要
電催化接觸氧化工藝的配方中,催化劑為二氧化鈦或五氧化二釩,填料為分子篩、活性炭、沸石或砂粒;將填料和催化劑放在反應器中,將廢水引入反應器,反應過程中加上電壓,通入氧氣,廢水在反應器內停留20分鐘～10小時,將處理後的水引出反應器。本發明優點是工藝路線短,降低了噸水處理成本,完全解決了印染廢水的脫色和有機物充分降解的問題。
文檔編號C02F1/74GK1280105SQ9911008
公開日2001年1月17日 申請日期1999年7月7日 優先權日1999年7月7日
發明者全燮, 趙雅芝, 薛大明, 陳景文, 陳碩 申請人:大連理工大學