一种催化剂可循环使用的高盐废水资源化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种催化剂可循环使用的高盐废水资源化处理方法，即在温度为50~95℃，pH值为4.0~6.0的反应条件下，以Cu2+作为催化剂、H2O2为氧化剂，氧化降解高盐废水中的有机污染物；氧化反应完成后用酸把反应液pH值调至2.0~4.0，继续搅拌一段时间；加碱通过中和沉淀分离高盐废水与催化剂，沉淀所得上清液可作为氯碱厂生产氯气和烧碱的原料，沉淀下来的固体（催化剂）加盐酸溶解后，返回催化氧化反应器作催化剂使用。这样既实现了高盐废水的资源化利用，又不会产生固体废物，避免了废催化剂的无害化处置。

【技术实现步骤摘要】
一种催化剂可循环使用的高盐废水资源化处理方法
本专利技术涉及废水处理
，具体的说，涉及一种催化剂可循环使用的高盐废水催化氧化处理技术。
技术介绍
在环氧树脂、环氧氯丙烷、香兰素等精细化工产品的生产过程中，会产生大量含高浓度氯化钠的有机废水（简称高盐废水）。例如，用环氧氯丙烷与双酚A合成环氧树脂时时产生的废水总有机碳（TOC）浓度2500~5500mg/L，氯化钠质量百分浓度约为20%。国内相关企业大多采用稀释生化或蒸发脱盐+生化处理工艺处理这类高盐有机废水。前者不仅浪费了宝贵的水资源，而且也不符合国家的污染减排政策。后者蒸发结晶析出的盐属于危险固体废物，处置费用非常高。为了解决高盐废水处理问题，中国专利（CN102689975B）公开了一种高盐废水资源化处理技术。该专利采用Fe2+（或Fe2++Cu2+）作催化剂，双氧水作氧化剂，氧化降解高盐废水中的有机污染物，可以将高盐废水的TOC降解到200mg/L，符合隔膜电解的要求。并且，该项专利技术已成功应用于高盐废水资源化处理工程。但企业在工程应用中发现，在用该专利技术对高盐废水进行资源化处理时，所用的催化剂在反应完成后全部以含铁污泥的形式排出，需要委托有资质的单位处置，不仅处置费用非常高，而且由于相关单位危废处置能力的限制，使得排出的含铁污泥无法及时得到无害化处置，存在较大的二次污染风险。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，为了解决中国专利“高盐废水资源化处理方法”（CN102689975B）在实施过程中出现的废催化剂处置问题，本专利技术公开了一种催化剂可循环使用的高盐水资源化处理方法。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种催化剂可循环使用的高盐废水资源化处理方法，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：（1）在温度为50~95℃，pH值为4.0~6.0的反应条件下，以Cu2+作为催化剂、H2O2为氧化剂，氧化降解高盐废水中的有机污染物；（2）步骤（1）氧化反应完成后用酸把反应液pH值调至2.0~4.0，继续搅拌一段时间；（3）加碱通过中和反应沉淀分离高盐废水与催化剂，沉淀或过滤得到的固体即为催化剂，所述固体加酸溶解后，继续作步骤（1）中催化剂使用。作为一个优选方案，步骤（1）氧化反应中，氧化剂采用分批缓慢滴加或连续缓慢流加的方式投加，在1~6小时内投加完毕；催化剂也采用分批缓慢滴加或连续缓慢流加的方式投加，在1~6小时内投加完毕；待氧化剂和催化剂全部投加完毕后，继续反应15~120min。作为一个优选方案，步骤（2）中所述一段时间是指15-60分钟。连续缓慢流加是指，平均每分钟投加的双氧水体积为(2.15~25.8)TOC0∙VW/CHP毫升，所述TOC0是氧化处理前高盐废水的TOC浓度，g/L；VW是高盐废水的体积，L；CHP是双氧水的质量百分浓度，%。连续缓慢流加催化剂是指，平均每分钟投加的催化剂量为(0.02~0.4)VW毫摩尔。分批缓慢滴加氧化剂是指，每隔1~15min滴加一次，平均每次滴加的量为(2.15~387)TOC0∙VW/CHP毫升；分批慢滴加催化剂是指平均每次滴加的催化剂量为(0.02~6.0)VW毫摩尔。本专利技术的优点在于，以Cu2+代替Fe2+（或Fe2++Cu2+）作催化剂、以双氧水为氧化剂，氧化降解高盐废水中所含的有机污染物，将高盐废水的总有机碳（TOC）含量氧化降解到200mg/L以下，然后通过中和沉淀分离高盐废水与催化剂，沉淀所得的上清液作为氯碱厂生产氯气和烧碱的原料；沉淀下来的固体（催化剂）加盐酸溶解后，返回催化氧化反应器作催化剂使用。这样既实现了高盐废水的资源化利用，又不会产生固体废物，避免了废催化剂的无害化处置。附图说明图1为本专利技术催化剂可循环使用的高盐水资源化处理方法的流程图。图2为实施例2的催化剂循环使用的效果。图3为实施例4的催化剂循环使用的效果。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1.步骤一：用盐酸把环氧树脂废水（TOC=2750mg/L，NaCl=20.3%）的pH值调到6.0，然后将500mL调节过pH的水样加入1000mL三口圆底烧瓶中，再将三口烧瓶置于90℃的恒温水浴中，三口烧瓶的中间一个口装有搅拌棒，另两个口一个插pH电极，还有一个作为加药口。打开机械搅拌，预热水样。步骤二：称取硫酸铜(CuSO4∙5H2O)1.0g(4mmol)，然后将其溶于5mL水中，作为催化剂；用量筒取45mL30%的过氧化氢（约0.44mol），作为氧化剂。步骤三：当三口烧瓶中水样的温度与水浴温度基本相同时，从加药口滴加1mL催化剂，同时缓慢滴加2mL氧化剂，然后每隔3min滴加一次催化剂和氧化剂，两者的滴加量分别为0.5mL和1mL，直至催化剂和氧化剂全部滴完。从第一次滴加氧化剂开始，每隔10min测定一次反应液的pH值，并用盐酸或氢氧化钠把反应液的pH值控制在5.0±0.5。步骤四：催化剂和氧化剂全部滴加完，继续搅拌反应60min后，用盐酸把反应液pH值调节到3.0，再继续搅拌60min。然后用氢氧化钠把反应液的pH值调到9.0，静置沉淀，测定上清液的TOC。沉淀下来的污泥加盐酸溶解，作为下一批次实验的催化剂。TOC测定结果为104mg/L，符合隔膜电解槽进槽盐水TOC<200mg/L的要求。实施例2.除用实施例1回收的催化剂代替新鲜催化剂外，其他全部同实施例1。催化剂循环使用的效果参见图2。作为对照，本专利技术还探讨了中国专利“高盐废水资源化处理方法”（CN102689975B）所用催化剂（Fe2+）循环使用的可行性，结果一并列于图2中。由图2可见，增加Cu2+催化剂的回用次数，出水TOC值变化不大，且全部符合隔膜电解的要求，说明Cu2+催化剂的催化性能并没有因为回用而下降，因此，从反应液中分离出来的铜可以重复作催化剂使用。由图2还可以看出，Fe2+催化剂回用一次，催化效果就明显下降，并且在实验过程中发现再次生成的沉淀沉降性能较差。因此，从反应液中分离出来的铁不适合重复作催化剂使用。实施例3.步骤一：用盐酸把环氧树脂废水（TOC=5260mg/L，NaCl=21.2%）的pH值调到4.0，然后将500mL调节过pH的水样加入1000mL三口圆底烧瓶中，再将三口烧瓶置于80℃的恒温水浴中，三口烧瓶的中间一个口装有搅拌棒，另两个口一个插pH电极，还有一个作为加药口。打开机械搅拌，预热水样。步骤二：称取氯化铜（CuCl2∙2H2O）1.0g(约6mmol)，溶于10mL水中，作为催化剂；用量筒取75mL30%的过氧化氢（约0.73mol），作为氧化剂。步聚三和步骤四同实施例1。TOC测定结果为85mg/L，符合隔膜电解槽进槽盐水TOC<200mg/L的要求。实施例4.除用实施例3回收的催化剂代替新鲜催化剂外，其他全部同实施例3。催化剂循环使用的效果参见图3。图3的结果再次说明，Cu2+催化剂循环使用是可行的，处理后的高盐废水可以作为氯碱厂的原料使用。实施例5.步骤一~步骤三：同实施例3。步骤四：催化剂和氧化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂可循环使用的高盐废水资源化处理方法，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：在温度为50~95℃，pH值为4.0~6.0的反应条件下，以Cu2+作为催化剂、H2O2为氧化剂，氧化降解高盐废水中的有机污染物；步骤（1）氧化反应完成后用酸把反应液pH值调至2.0~4.0，继续搅拌一段时间；加碱通过中和沉淀分离高盐废水与催化剂，沉淀或过滤得到的固体即为催化剂，所述固体加酸溶解后，继续作步骤（1）中催化剂使用。

【技术特征摘要】
1.一种催化剂可循环使用的高盐废水资源化处理方法，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：（1）在温度为50~95℃，pH值为4.0~6.0的反应条件下，以Cu2+作为催化剂、H2O2为氧化剂，氧化降解高盐废水中的有机污染物；（2）步骤（1）氧化反应完成后用酸把反应液pH值调至2.0~4.0，继续搅拌一段时间；（3）加氢氧化钠通过中和沉淀分离高盐废水与催化剂，沉淀或过滤得到的固体即为催化剂，所述固体加酸溶解后，继续作步骤（1）中催化剂使用，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹国民，刘勇弟，盛梅，沈晓强，孙霄，金磊，李志杰，梁雪珂，卓亚昆，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31