專利名稱：微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波輔助催化氧化工藝處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中催化劑的制備方法，特別是制備用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中銅系催化劑的方法。屬于廢水高級(jí)氧化處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
農(nóng)藥廢水是一類難處理的有機(jī)化工廢水，具有質(zhì)量濃度高、色度深、毒性大、污染物成分復(fù)雜、難以生物降解等特點(diǎn)。目前我國(guó)大部分農(nóng)藥廢水處理通常只進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)處理后進(jìn)入生化池再進(jìn)行生化處理。雖然生化法是技術(shù)比較成熟的水處理方法，且處理成本較低，但由于農(nóng)藥廢水毒性高，且含有難以生物降解的有機(jī)物往往難以取得理想的效果。而傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法在去除廢水毒性以及提高廢水的可生化性等方面存在不足，有些物理法預(yù)處理技術(shù)并不能徹底降解有毒成分，從而導(dǎo)致污染的轉(zhuǎn)移和二次污染等。因此，探索高效的農(nóng)藥廢水處理方法已成為環(huán)境治理領(lǐng)域中的處理難題和研究熱點(diǎn)。微波輔助氧化技術(shù)是一項(xiàng)嶄新的高級(jí)氧化技術(shù)，通常指在微波輔助的條件下，通過產(chǎn)生具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(HO ·)來(lái)氧化降解有機(jī)污染物的處理技術(shù)。微波輔助氧化技術(shù)在具有傳統(tǒng)高級(jí)氧化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，如不會(huì)產(chǎn)生大量的其他化學(xué)物質(zhì)以及生物污泥，大部分的有機(jī)物都可以被完全礦化，對(duì)廢水中不可生化的有機(jī)污染物的降解能力很強(qiáng)等，還具有反應(yīng)時(shí)間短、效率高、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而在難生化降解廢水處理中的應(yīng)用研究越來(lái)越受到重視。目前，應(yīng)用高級(jí)氧化技術(shù)處理農(nóng)藥廢水已有文獻(xiàn)報(bào)道。但由于農(nóng)藥廢水的特性，高級(jí)氧化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中尚存在處理費(fèi)用高、適用的PH值范圍小、氧化劑消耗量大等方面的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在克服現(xiàn)有技術(shù)不足，發(fā)明一種微波輔助催化氧化工藝處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中催化劑的技術(shù)方法。本發(fā)明微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中催化劑的制備方法，其特征在于含有以下工藝步驟選用直徑為300目椰殼活性炭作為催化劑的載體，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的HNO3溶液IOOOmL浸泡150g經(jīng)過蒸餾水清洗后椰殼活性炭，恒溫40°C振蕩20h后，70°C恒溫烘干至恒重，得到活化的催化劑載體；稱取IOOg經(jīng)活化的載體，加入IOOOmL的CuSO4溶液，浸潰24h ；過濾，棄去濾液，將處理后的催化劑載體投入草酸溶液中沉淀反應(yīng)24h，過濾后，經(jīng)80°C恒溫水浴干燥12h，再于110°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)干燥2h，冷卻后，在350-450°C的高溫下焙燒3-5h，取出，即得到適用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝的催化劑。
所述CuSO4 溶液的濃度為0. 3mol/L、0. 2mol/L 或 O. 4mol/L。所述草酸溶液的濃度為0. 3mol/L、0. 2mol/L或O. 4mol/L。本發(fā)明方法特別適于制備用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中銅系催化劑。微波輔助氧化工藝是一種新型的高級(jí)氧化法水處理工藝，具有氧化速度快、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn)。本研究是在進(jìn)行了催化劑載體活化、活性組分選擇、活性組分濃度及沉淀劑選擇、焙燒條件優(yōu)化等研究的基礎(chǔ)上，選擇粒徑為300目的椰殼活性炭為催化劑載體，采用銅鹽對(duì)活化過的活性炭載體進(jìn)行浸潰、沉淀、干燥、焙燒等處理，制備出適用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉廢水工藝的催化劑，通過工藝試驗(yàn)表明，將通過上述方法制備得到的活性炭催化劑應(yīng)用于微波輔助催化氧化吡蟲啉廢水工藝，當(dāng)H2O2加入量為14. 73g/L，催化劑加入量50g/L，微波輻照功率119W，輻照時(shí)間4min，pH值為6時(shí)，工藝對(duì)吡蟲啉農(nóng)藥模擬廢水的COD去除率能達(dá)到86. 2%。此時(shí)的微波能耗為O. 00793kffh,廢水溫度為48°C。本發(fā)明處理效率高，出水溫度適宜，投加方式和設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，為農(nóng)藥難降解有機(jī)廢水的處理提供了一種新型高效的工藝，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。選用直徑為300目椰殼活性炭作為催化劑的載體，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的HNO3溶液IOOOmL浸泡150g經(jīng)過蒸餾水清洗后椰殼活性炭，恒溫40°C振蕩20h后，70°C恒溫烘干至恒重，得到活化的催化劑載體。稱取IOOg經(jīng)活化的載體，加入IOOOmL的CuSO4溶液，浸潰24h ；過濾，棄去濾液，將處理后的催化劑載體投入草酸溶液中沉淀反應(yīng)24h，過濾后，經(jīng)80°C恒溫水浴干燥12h，再于110°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)干燥2h，冷卻后，在350-450°C的高溫下焙燒3-5h，取出，即得到適用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝的催化劑。所述CuSO4 溶液的濃度為0. 2mol/L、0. 3mol/L 或 O. 4mol/L。所述草酸溶液的濃度為0. 2mol/L、0. 3mol/L或O. 4mol/L。研究表明，將微波輔助與催化氧化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，對(duì)吡蟲啉農(nóng)藥這種難降解廢水具有一定的處理效果，其中催化劑的制備最為關(guān)鍵。實(shí)施例1 :選用直徑為300目椰殼活性炭作為催化劑的載體，用10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的HNO3溶液IOOOmL浸泡150g經(jīng)過蒸餾水清洗后椰殼活性炭，恒溫40°C振蕩20h后，70°C恒溫烘干至恒重，得到活化的催化劑載體。稱取IOOg經(jīng)活化的載體，加入IOOOmL濃度為O. 3mol/L的CuSO4溶液，浸潰24h。過濾，棄去濾液，將處理后的催化劑載體投入O. 3mol/L的草酸溶液中沉淀反應(yīng)24h，過濾后，經(jīng)80°C恒溫水浴干燥12h，再于110°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)干燥2h，冷卻后，在400°C的高溫下焙燒4h，取出，即得到適用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝的催化劑，該催化劑在吡蟲啉農(nóng)藥模擬廢水COD為268mg/L，H2O2加入量為14. 73g/L，催化劑加入量50g/L，微波輻照功率119W，輻照時(shí)間4min，對(duì)工藝的COD去除率能達(dá)到86. 2%。實(shí)施例2 選用直徑為300目椰殼活性炭作為催化劑的載體，用10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的HNO3溶液IOOOmL浸泡150g經(jīng)過蒸餾水清洗后椰殼活性炭，恒溫40°C振蕩20h后，70°C恒溫烘干至恒重，得到活化的催化劑載體。稱取IOOg經(jīng)活化的載體，加入IOOOmL濃度為O. 2mol/L的CuSO4溶液，浸潰24h。過濾，棄去濾液，將處理后的催化劑載體投入O. 2mol/L的草酸溶液中沉淀反應(yīng)24h，過濾后，經(jīng)80°C恒溫水浴干燥12h，再于110°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)干燥2h，冷卻后，在350°C的高溫下焙燒5h，取出，即得到適用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝的催化劑，或者銅系催化劑，該催化劑在吡蟲啉農(nóng)藥模擬廢水COD為268mg/L，H2O2加入量為14. 73g/L，催化劑加入量50g/L，微波輻照功率119W，輻照時(shí)間4min，對(duì)工藝的COD去除率能達(dá)到61. 3%。實(shí)施例3 選用直徑為300目椰殼活性炭作為催化劑的載體，用10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的HNO3溶液IOOOmL浸泡150g經(jīng)過蒸餾水清洗后椰殼活性炭，恒溫40°C振蕩20h后，70°C恒溫烘干至恒重，得到活化的催化劑載體。稱取IOOg經(jīng)活化的載體，加入IOOOmL濃度為O. 4mol/L的CuSO4溶液，浸潰24h。過濾，棄去濾液，將處理后的催化劑載體投入O. 4mol/L的草酸溶液中沉淀反應(yīng)24h，過濾后，經(jīng)80°C恒溫水浴干燥12h，再于110°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)干燥2h，冷卻后，在450°C的高溫下焙燒3h，取出，即得到適用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝的催化劑，或者銅系催化劑，該催化劑在吡蟲啉農(nóng)藥模擬廢水COD為268mg/L，H2O2加入量為14. 73g/L，催化劑加入量50g/L，微波輻照功率119W，輻照時(shí)間4min，對(duì)工藝的COD去除率能達(dá)到78. 6%。本發(fā)明進(jìn)行了傳統(tǒng)的催化氧化法處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水的實(shí)驗(yàn)，與之相比，微波輔助催化氧化工藝具有氧化劑H2O2用量少，其用量節(jié)省約2/5，反應(yīng)速度快，由傳統(tǒng)的十幾分鐘縮短到5min，拓寬pH值的適用范圍，由傳統(tǒng)的pH3_7拓展到pH3_9，處理效率高，出水溫度適宜，投加方式和設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，為農(nóng)藥這類難降解有機(jī)廢水的處理提供了一種新型高效的工藝，具有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種微波輔助催化氧化工藝處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中催化劑的制備方法，其特征在于含有以下工藝步驟選用直徑為300目椰殼活性炭作為催化劑的載體，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的HNO3溶液IOOOmL浸泡150g經(jīng)過蒸餾水清洗后椰殼活性炭，恒溫40°C振蕩20h后，70°C恒溫烘干至恒重，得到活化的催化劑載體； 稱取IOOg經(jīng)活化的載體，加入IOOOmL的CuSO4溶液，浸潰24h ； 過濾，棄去濾液，將處理后的催化劑載體投入草酸溶液中沉淀反應(yīng)24h，過濾后，經(jīng)80°C恒溫水浴干燥12h，再于110°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)干燥2h，冷卻后，在350-450°C的高溫下焙燒3-5h，取出，即得到適用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝的催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中催化劑的制備方法，其特征在于所述CuSO4溶液的濃度為0. 3mol/L、0. 2mol/L或O. 4mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中催化劑的制備方法，其特征在于所述草酸溶液的濃度為0. 3mol/L、0. 2mol/L或O. 4mol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝中銅系催化劑的制備方法，具體工藝步驟為選用椰殼活性炭作為催化劑的載體，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 的HNO3溶液浸泡經(jīng)過蒸餾水清洗后椰殼活性炭，恒溫振蕩后，恒溫烘干至恒重，得到活化的催化劑載體；稱取經(jīng)活化的載體，加入CuSO4溶液，浸漬；過濾，棄去濾液，將處理后的催化劑載體投入草酸溶液中沉淀反應(yīng)，過濾后，經(jīng)恒溫水浴干燥，再于電熱恒溫干燥箱內(nèi)干燥，冷卻后，在高溫下焙燒，取出，即得到適用于微波輔助催化氧化處理吡蟲啉農(nóng)藥廢水工藝的催化劑。本發(fā)明處理效率高，出水溫度適宜，投加方式和設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，為農(nóng)藥難降解有機(jī)廢水的處理提供了一種新型高效的工藝，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B01J23/72GK103007940SQ20121056054
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者畢曉伊, 孫珮石, 許曉毅, 王潔, 楊海燕, 鄒平, 鄧輔唐 申請(qǐng)人:云南大學(xué)