采用溶胶-凝胶法制备LaCoO3钙钛矿型催化剂用于紫外-催化湿式过氧化氢氧化煤化工废水膜浓缩液,表征了催化剂的结构,并考察了各因素对催化氧化效果的影响。结果表明,当H2O2投加量1.2 mL/L,催化剂投加量0.8 g/L,反应温度120℃,反应压强0.5 MPa,pH=3,反应时间60 min时,COD的去除率为89.7%,TOC的去除率为84.6%,UV254的去除率为97.2%。
为满足煤化工行业“零排放”的要求,在煤化工废水的深度处理单元常采用膜分离技术。膜分离技术可以在分子或离子水平上对煤气化废水中杂质进行选择性分离。内蒙古某煤化工公司采用膜分离技术对煤化工废水和生活污水进行深度处理,其处理规模可达到1 400 t/h,经过处理后,水的回收率可以达到65%以上,可作为循环冷却水进行回用。但膜分离技术的本质作用是分离污染物,并不能对污染物进行降解,因此在处理过程中仍会产生一定量的膜浓缩液。
膜浓缩液具有有机物浓度高、色度大、可生化性差等特点。如何有效地处理膜浓缩液,是煤化工废水深度处理中面临的重大挑战。
催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)是在高温高压以及催化剂的作用下,以H2O2为氧化剂,将水中较为复杂的有机物氧化成CO2和H2O,或者氧化成可生化性好的简单有机物,是针对高浓度难降解有机废水的高级氧化技术。CWPO具有降解效率高、应用范围广、无二次污染等优点,但有两个不足之处,其一是缺乏高效稳定的催化剂,其二是需在较高的反应温度和反应压力条件下进行。
钙钛矿型催化剂是一种晶体结构为立方晶系的复合金属氧化物,具有结构可控、热稳定性好、催化效率高以及氧化还原能力强等优点,在催化领域具有广泛的应用前景。高雯雯等研究了LaCoO3钙钛矿型催化剂非均相Fenton处理兰炭废水,在最佳工艺条件下,兰炭废水的COD去除率达到72.7%。邹文静等研究了LaBO3(B=Cr、Mn、Fe、Co、Ni)钙钛矿型氧化物对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDS)光解效果,其中LaCoO3对SDS溶液有较好的的降解效果,降解率达到85.19%。基于此,在催化湿式过氧化氢氧化的体系中加入紫外光,构成紫外-催化湿式过氧化氢氧化(UV-CWPO)工艺,采用自制的LaCoO3钙钛矿型催化剂,在较低的温度和压力下处理煤化工废水膜浓缩液,探究各个工艺参数对处理效果的影响,确定最佳的反应条件并验证其处理效果。