用于污水脫臭處理的負(fù)載型催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于污水脫臭處理的負(fù)載型催化劑屬于水、廢水、污水或污泥的處理設(shè)備使用的材料，特別是水、廢水或污水的曝氣處理所使用的氧化催化劑。該用于污水脫臭處理的負(fù)載催化劑，是以粉煤灰為骨架、經(jīng)過氫氧化鈉活化處理，以氯化鋁溶液、氯化鎂溶液為鎂鋁源與酞菁鈷通過共沉淀反應(yīng)，生成負(fù)載酞菁鈷的類水滑石包覆層，再經(jīng)過熟化、過濾、烘干、活化、粉碎等步驟得到目標(biāo)物。該材料用于序批式污水處理，可以有效降低曝氣過程中溢出氣體中的硫化氫含量，減少惡臭，改善污水處理過程中的環(huán)境氣體質(zhì)量。
【專利說明】用于污水脫臭處理的負(fù)載型催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水、廢水、污水或污泥的處理設(shè)備使用的材料，特別是水、廢水或污水的曝氣處理所使用的氧化催化劑。
【背景技術(shù)】
[0002]通常在城鎮(zhèn)社區(qū)污水處理過程中，生活污水通過化糞池、厭氧池等厭氧處理后，通常是通過曝氣的方式進(jìn)行有氧生物處理，曝氣過程中，水中的硫化氫、甲硫醚等惡臭物質(zhì)隨氣流溢出到大氣中，給周圍大氣環(huán)境帶來污染。這種污染不僅對(duì)周圍居民嗅感覺帶來不快，也對(duì)人體健康帶來危害。
[0003]解決污水脫臭的工藝通常有燃燒法和吸附法，燃燒法需要附加輔助能源，并且燃燒產(chǎn)物為二氧化硫等二次污染物，吸附法在吸收飽和后需要更換吸附劑，這些方法因成本等原因都很難在社區(qū)污水處理中推廣應(yīng)用。
[0004]CN1351897提出了一種惡臭氣體的脫除方法，是將惡臭氣體導(dǎo)入兩個(gè)反應(yīng)器，利用馴化活性菌將惡臭物質(zhì)脫除。
[0005]CN101112673利用編制竹條外掛活性污泥的方法，將惡臭氣體吸附凈化。
[0006]CN1745883, CN1039190介紹了惡臭及有機(jī)廢氣的凈化方法，采用I?3級(jí)生物填料塔，通過馴化活性菌形成的生物膜將惡臭物質(zhì)吸附轉(zhuǎn)化。
[0007]CN103272477公布了一種脫臭的復(fù)合微生物填料，是以輕質(zhì)多孔材料為負(fù)載催化齊U，通過附著特種菌形成生物膜，應(yīng)用于廢氣生物反應(yīng)器中，達(dá)到脫臭的目的。
[0008]以上方法皆是通過附加設(shè)備，單獨(dú)對(duì)溢出廢氣進(jìn)行處理，屬于干法處理工藝范疇。其過程復(fù)雜，對(duì)菌種培養(yǎng)的技術(shù)要求較高，設(shè)備運(yùn)行受環(huán)境溫度的影響較大，對(duì)小型社區(qū)廢水處理不適合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種用于污水脫臭處理的負(fù)載型催化劑，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該催化劑的制備方法。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種用于污水處理的脫臭負(fù)載催化劑的制備方法，其特征是:包括下述步驟:
[0011](I).將粉煤灰100重量份、5?10份的酞菁鈷，I?5%的氫氧化鈉溶液300重量份裝入反應(yīng)釜中，升溫到80°C攪拌30?60分鐘，
[0012](2).將10%的氯化鎂和5%的氯化鋁溶液按照鎂鋁摩爾比為2.5?3:1的比例混合，得到鎂鋁混合液，
[0013](3).將鎂鋁混合液滴加到上面反應(yīng)釜中，同時(shí)監(jiān)控釜內(nèi)液體的pH值，在pH值降低到10時(shí)，將I?5%的氫氧化鈉溶液和鎂鋁混合液同時(shí)滴加到上面的反應(yīng)釜中，控制滴加速度，保持釜內(nèi)pH在10?11之間。
[0014](4).滴加完后，調(diào)pH至10?11保持釜內(nèi)溫度在60?90°C，攪拌反應(yīng)10?小時(shí)，
[0015](5).過濾并清洗，以清水洗滌濾餅至洗出液pH在7?9之間，
[0016](6).將過濾得到的藍(lán)色粉末于100?130°C烘干，然后于130?150°C活化2?3小時(shí)；
[0017](7).冷卻至室溫，經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎至0.02mm以下的粒徑的顆粒。
[0018]上述的制備方法獲得的以粉煤灰為骨架、經(jīng)過氫氧化鈉活化處理，以氯化鋁溶液、氯化鎂溶液為鎂鋁源與酞菁鈷通過共沉淀反應(yīng)，生成負(fù)載酞菁鈷的類水滑石包覆層，再經(jīng)過熟化、過濾、烘干、活化、粉碎各步驟后得到的用于污水脫臭處理的負(fù)載型催化劑；
[0019]所述的粉煤灰為以煤炭為燃料的鍋爐在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙道灰，
[0020]所述的氯化鋁溶液是以工業(yè)氯化鋁或聚合氯化鋁配制的溶液，
[0021]所述的氯化鎂溶液是以工業(yè)氯化鎂或鹵水配制的溶液，
[0022]所述的酞菁鈷化合物是酞菁鈷磺酸鹽、酞菁鈷羧酸鹽、酞菁鈷磺酰胺，其中優(yōu)選多核酞菁鈷羧酸鹽和酞菁鈷磺酸鹽。
[0023]本發(fā)明提供的制備方法和獲得的產(chǎn)品與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下述優(yōu)點(diǎn):
[0024]I)在廢水曝氣處理過程中，直接將臭氣成分氧化，操作工藝簡單。
[0025]2)不需要另外附加新型設(shè)備，減少了設(shè)備投資。
[0026]3)利用氧化過程中類水滑石產(chǎn)生的局部堿性成分，促進(jìn)酞菁鈷的催化活性，避免了另外加堿對(duì)曝氣處理所需微生物的傷害。
[0027]以粉煤灰做骨架，以類水滑石做固定材料，既降低了成本，也對(duì)水中的重金屬有吸附固定作用。本發(fā)明產(chǎn)品適用于社區(qū)污水曝氣處理的負(fù)載催化劑材料，該負(fù)載催化劑材料本身具有仿生氧化功能，可以直接將廢水降解過程中產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)氧化成不宜揮發(fā)的物質(zhì)。該產(chǎn)品用于序批式污水處理，可以有效降低曝氣過程中溢出氣體中的硫化氫含量，減少惡臭，改善污水處理過程中的環(huán)境氣體質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】是:
[0029]實(shí)施例1，(I).將粉煤灰100重量份、I?10份的磺化酞菁鈷，I?5%的氫氧化鈉溶液300重量份裝入反應(yīng)釜中，升溫到80°C攪拌30?60分鐘，
[0030](2).將10%的氯化鎂和5%的氯化鋁溶液按照鎂鋁摩爾比為2.5?3:1的比例混
合，得到鎂鋁混合液。
[0031](3).將300份鎂鋁混合液滴加到上面反應(yīng)釜中，同時(shí)監(jiān)控釜內(nèi)液體的pH值，在pH值降低到10時(shí)，將I?5%的氫氧化鈉溶液和鎂鋁混合液同時(shí)滴加到上面的反應(yīng)釜中，控制滴加速度，保持釜內(nèi)pH在10?11之間。
[0032](4).滴加完后，調(diào)pH至10?11保持釜內(nèi)溫度在60?90°C，攪拌反應(yīng)10?24小時(shí)。
[0033](5).過濾，以清水洗滌濾餅至洗出液pH在7?9之間
[0034](6).將過濾得到的藍(lán)色粉末于100?130°C烘干。然后于130?150°C活化2?3小時(shí)；
[0035](7).冷卻至室溫，經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎至0.02mm以下的粒徑的顆粒。[0036]使用效果試驗(yàn)方法和結(jié)果是:⑴在內(nèi)徑為300mm及高度為1500mm的MBBR有機(jī)玻璃模擬反應(yīng)器內(nèi)，加入玻璃柱容積10?20%的生物膜載體材料、I?5%本發(fā)明的脫臭處理負(fù)載催化劑，并按照5g/L加入預(yù)先馴化好的活性污泥；(2)通入事先調(diào)好pH=7?8的生活廢水浸過柱中所有載體，于悶曝條件下進(jìn)行微生物固定化掛膜；(3)從第二天起每天更換1/5柱中廢水進(jìn)行掛膜養(yǎng)生；(4)養(yǎng)生20天后，微生物掛膜過程完成，順流式加入COD為1100mg/L、氨氮為300mg/L、硫化氫為5.0mg/L、pH=6?9的模擬污水；(5)啟動(dòng)曝氣裝置進(jìn)行接觸氧化反應(yīng)，污水經(jīng)過16小時(shí)生化處理，出水指標(biāo)COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，硫化氫小于0.54mg/L,硫化氫去除率為89.2%。
[0037]實(shí)施例2
[0038]將羧基酞菁鈷、聚合氯化鋁按照摩爾數(shù)分別代替實(shí)施例1中的磺化酞菁鈷、水合氯化鋁，其他原料和操作相同，得到的脫臭負(fù)載催化劑材料用于MBBR污水處理。試驗(yàn)操作同實(shí)施例1。污水經(jīng)過16小時(shí)生化處理，出水指標(biāo)COD小于50mg/L,氨氮小于8mg/L,硫化氫小于0.48mg/L,硫化氫去除率為90.4%。
[0039]實(shí)施例3
[0040]將雙核羧基酞菁鈷代替實(shí)施例1中的磺化酞菁鈷，其他原料和操作相同，得到的脫臭負(fù)載催化劑材料用于MBBR污水處理。試驗(yàn)操作同實(shí)施例1。污水經(jīng)過16小時(shí)生化處理，出水指標(biāo)COD小于50mg/L,氨氮小于8mg/L,硫化氫小于0.48mg/L,硫化氫去除率為
90.4%ο ο
[0041]實(shí)施例4
[0042]將酞菁鈷磺酰胺代替實(shí)施例1中的磺化酞菁鈷，其他原料和操作相同，得到的脫臭負(fù)載催化劑材料用于MBBR污水處理。試驗(yàn)操作同實(shí)施例1。污水經(jīng)過16小時(shí)生化處理，出水指標(biāo)COD小于50mg/L，氨氮小于8mg/L，磷小于0.45mg/L，硫化氫去除率為91.0%。
【權(quán)利要求】
1.一種用于污水處理的脫臭負(fù)載催化劑的制備方法，其特征是:包括下述步驟: (1).將粉煤灰100重量份、5?10份的酞菁鈷，I?5%的氫氧化鈉溶液300重量份裝入反應(yīng)釜中，升溫到80°C攪拌30?60分鐘， (2).將10%的氯化鎂和5%的氯化鋁溶液按照鎂鋁摩爾比為2.5?3:1的比例混合，得到鎂鋁混合液， (3).將鎂鋁混合液滴加到上面反應(yīng)釜中，同時(shí)監(jiān)控釜內(nèi)液體的pH值，在pH值降低到10時(shí)，將I?5%的氫氧化鈉溶液和鎂鋁混合液同時(shí)滴加到上面的反應(yīng)釜中，控制滴加速度，保持釜內(nèi)pH在10?11之間。 (4).滴加完后，調(diào)pH至10?11保持釜內(nèi)溫度在60?90°C，攪拌反應(yīng)10?24小時(shí)， (5).過濾并清洗，以清水洗滌濾餅至洗出液pH在7?9之間， (6).將過濾得到的藍(lán)色粉末于100?130°C烘干，然后于130?150°C活化2?3小時(shí)； (7).冷卻至室溫，經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎至0.02mm以下的粒徑的顆粒。
2.權(quán)利要求1所述的制備方法獲得的以粉煤灰為骨架、經(jīng)過氫氧化鈉活化處理，以氯化鋁溶液、氯化鎂溶液為鎂鋁源與酞菁鈷通過共沉淀反應(yīng)，生成負(fù)載酞菁鈷的類水滑石包覆層，再經(jīng)過熟化、過濾、烘干、活化、粉碎各步驟后得到的用于污水脫臭處理的負(fù)載型催化劑； 所述的粉煤灰為以煤炭為燃料的鍋爐在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙道灰， 所述的氯化鋁溶液是以工業(yè)氯化鋁或聚合氯化鋁配制的溶液， 所述的氯化鎂溶液是以工業(yè)氯化鎂或鹵水配制的溶液， 所述的酞菁鈷化合物是酞菁鈷磺酸鹽、酞菁鈷羧酸鹽、酞菁鈷磺酰胺，其中優(yōu)選多核酞菁鈷羧酸鹽和酞菁鈷磺酸鹽。
【文檔編號(hào)】B01D53/86GK103801401SQ201410092230
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】高乾善, 遲斌, 段麗菊 申請(qǐng)人:山東化友化學(xué)有限公司