一种混凝催化剂的制备方法及其在废水处理中的应用 【技术领域】
本发明一种混凝催化剂的制备方法及其在废水处理中的应用涉及的是一种用于印染废水、餐饮废水等的混凝催化剂及其制备方法、应用。
背景技术
水是生命之源。随着工业化进程的加快，环境问题日益突出，水环境地恶化，加剧了水资源的短缺，许多地区及城市水源水量不足，影响着人民群众的身心健康，已经成为经济发展的严重制约因素。印染废水是印染加工的过程中排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光度水、染色废水、印花废水、皂液废水以及整理废水混合后的工业废水。印染废水的化学需氧量COD高、色度大，组分复杂，排放到水系中易造成水体发黑。混凝、Fenton试剂氧化、微电解、厌氧好氧生物处理等是最常用的方法，其中混凝是印染废水处理中用的最多的预处理方法。根据印染废水的水质成分的变化，选用不同的混凝剂，无机混凝剂、有机混凝剂、高分子混凝剂等都有大量的研究报道。采用混凝法对餐饮废水等的预处理已有很多的研究。工业用明矾、聚合铝、碱式氯化铝、硫酸铁和聚合铁等对餐饮废水的处理中铁盐对COD的去除效果优于铝盐，但出水色度高，呈现淡黄色，并且混凝产生的污泥也会造成二次污染。餐饮废水含油量高、动植物蛋白含量高及固体悬浮物多，微粒表面强烈吸附着表面活性剂分子，使界面张力降低，增加了分散体系的稳定性。利用现有的混凝剂对餐饮废水处理中混凝剂投加量大，混凝产生的泥量多，造成了后续污泥处理的难度和成本。
【发明内容】
本发明提供了一种混凝催化剂的制备方法及其在废水处理中的应用，能成功地用于各种印染废水、餐饮废水等废水的处理，这种混凝催化剂具备混凝和催化氧化两种功能，制备方法简单。
一种混凝催化剂的制备方法及其在废水处理中的应用通过以下技术方案实现：
Zn、Fe、Al、Cu金属的盐按一定的比例配制共沉淀得到混合沉淀物，烘干焙烧而得，按照金属盐氧化物的量计算，其重量百分配比为ZnO 55～63％，Fe2O3 15.7～22.9％，Al2O3 1.5～2.2％，CuO 10～17.5％。
混凝催化剂的制备方法步骤如下：
(1)按照配比量取去离子水，称取硫酸锌晶体、氯化铁晶体、硫酸铜晶体、氯化铝晶体溶于去离子水，制成溶液，其重量配比为离子水∶硫酸锌晶体∶硫酸铜晶体∶氯化铁晶体∶氯化铝晶体＝2000∶200～220∶31.5～53.2∶52.8～78.9∶5.3～7.8，上述各种金属盐晶体对应的金属盐氧化物重量百分配比为ZnO 55～63％，Fe2O3 15.7～22.9％，Al2O3 1.5～2.2％，CuO 10～17.5％；
(2)配制浓度为1-2mol/L的氢氧化钠NaOH混合溶液；
(3)将工序(l)制备的溶液在室温下快速搅拌，向其中加入NaOH溶液，溶液呈碱性，pH为9-11，然后缓慢搅拌，时间共为4-7h，静置使固液分离；
(4)利用真空抽滤使固液分离，并用去离子水洗涤3～6次，100℃-120℃的温度下烘1.5～2h，得混凝催化剂前驱体；
(5)烘干得到的前驱体经焙烧炉焙烧得到复合氧化物式混凝催化剂，焙烧温度为700～800℃，焙烧时间为1.5～2h，即制成用于废水处理的混凝催化剂。
本发明具有以下有益效果：本发明制备的混凝催化剂具备混凝和催化氧化两种功能，制备方法简单，能成功地用于各种印染废水、餐饮废水等废水的处理，并可尽力消除或大量减少混凝泥渣所带来的二次污染。
【具体实施方式】
印染废水的主要染料成分为活性红和碱性紫，化学需氧量COD为1168mg/L，色度385倍，pH10-12。混凝催化剂活化成溶液，定量加入到废水中，并快速搅拌15min，调节pH为8.5，然后缓慢搅拌20min后停止。静沉10min，底部混凝沉淀物(污泥)量约为总体积的10％，测定上清液化学需氧量COD为268mg/L，色度为14倍，固液分离得混凝沉淀物。在催化氧化反应器中进行污泥的氧化，常温常压下，空气为氧化剂，氧化时间为1.5h，混凝沉淀物中的有效成分发挥催化剂的作用，使得被混凝富集出来的印染废水有机物被氧化成CO2和H2O，混凝催化剂的混凝性能得以恢复。