公布日：2022.02.25

申请日：2021.12.03

分类号：C02F1/72(2006.01)I;B01J27/132(2006.01)I;B01J27/125(2006.01)I;B01J27/128(2006.01)I;B01J27/138(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N

摘要

一种新型催化氧化去除氨氮的方法，涉及氨氮废水处理领域，包括以下步骤：将掺杂金属氟氧化铝(AlFxO(3‑x)/2)装填在固定床反应器中或者悬浮于废水溶液中，将氧化剂与待处理废水混合均匀后，匀速通过固定床反应器或者直接搅拌催化氧化处理氨氮废水，在金属氟氧化物(AlFxO(3‑x)/2)的催化下，氧化剂将废水中的氨氮氧化为氮气，由于采用的性能更加优良的氟氧化铝基催化剂催化，不需要使用臭氧，采用常规的双氧水、次氯酸钠、空气即可，氧化分解氨氮的时间大幅度缩短，只需20S左右的接触时间即可达到NH4+‑N转化率达到60％以上，而且氨氮分解产物中几乎没有NO3‑。

权利要求书

1.一种掺杂金属氟氧化铝(AlFxO(3-x)/2)作为催化剂催化氧化处理中低浓度氨氮废水工艺，包括以下步骤：将掺杂金属氟氧化铝(AlFxO(3-x)/2)装填在固定床反应器中或者悬浮于废水溶液中，将氧化剂与待处理废水混合均匀后，匀速通过固定床反应器或者直接搅拌催化氧化处理氨氮废水，在金属氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)的催化下，氧化剂将废水中的氨氮氧化为氮气。

2.如权利要求1所述所述处理中低浓度氨氮废水工艺，所述掺杂金属氟氧化铝(AlFxO(3-x)/2)中x为0.1~3.0，所述金属为铬、锌、镧、铁、钒、锆、镍、铜、钴，所述金属掺杂重量比例为0.1％~15％，优选2.0％~10％。

3.如权利要求1所述所述处理中低浓度氨氮废水工艺，所述掺杂金属的量为5％。

4.如权利要求3所述所述处理中低浓度氨氮废水工艺，所述掺杂过渡金属之后加入硅助剂，所述硅助剂为硅酸四乙酯、硅酸钠，硅助剂的加入量为0.1％~30％。

5.如权利要求4所述所述处理中低浓度氨氮废水工艺，所述硅助剂的加入量为10％。

6.如权利要求1~5任一所述处理中低浓度氨氮废水工艺，所述中低浓度的浓度为氨氮浓度低于500ppm。

7.如权利要求1所述所述处理中低浓度氨氮废水工艺，所述氧化剂选自双氧水、次氯酸钠或氧气。

8.如权利要求1所述所述处理中低浓度氨氮废水工艺，所述金属氟氧化物催化氧化处理中低浓度氨氮废水工艺条件为：将金属氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)固定在直径1英寸、长度60cm的固定床反应器中，温度80℃，将中低浓度的氨氮废水和双氧水一起通过固定床反应器催化氧化，氨氮废水流速为100ml/min。

发明内容本发明的目的提供克服上述缺陷的金属氟化物催化氧化处理中低浓度氨氮废水处理工艺。本发明的技术方案如下：一种掺杂金属氟氧化铝(AlFxO(3-x)/2)作为催化剂催化氧化处理中低浓度氨氮废水工艺，包括以下步骤：将掺杂金属氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)装填在固定床反应器中或者悬浮于废水溶液中，将氧化剂与待处理废水混合均匀后，匀速通过固定床反应器或者直接搅拌催化氧化处理氨氮废水，在金属氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)的催化下，氧化剂将废水中的氨氮氧化为氮气，NH4+-N转化率达到60％以上，且处理后的废水中几乎没有NO3-。本发明由于部分氟原子替代了氧原子，增强了铝离子的路易斯酸性，但是氟氧化铝的催化活性还是不够强，为了增强其催化性能，在氟氧化铝中掺杂铬、锌、镧、铁、钒、锆、镍、铜、钴等过渡金属元素对其路易斯酸性进行调节，同时通过加入硅助剂提升催化剂比表面积，增强催化剂的催化性能。金属掺杂方式采用吸附法或者共沉淀法均可。所述掺杂金属氟氧化铝(AlFxO(3-x)/2)中x为0.1~3.0，所述金属为铬、锌、镧、铁、钒、锆、镍、铜、钴等，掺杂重量比例约为0.1％~约15％，优选约2.0％~约10％，更优选约5％。在一些实施例中，掺杂过渡金属之后加入硅助剂，所述硅助剂为硅酸四乙酯、硅酸钠等，加入量0.1％~30％，优选10％。在一些实施例中，所述中低浓度的浓度为氨氮浓度低于500ppm。在一些实施例中，所述氧化剂可选自双氧水、次氯酸钠或氧气等。在一些实施例中，所述铬氟氧化物掺杂过度金属，如锌、铁、铜、镁等，掺杂重量比例约为0.1％~约15％，优选约2.0％~约10％，更优选约5％。在一些实施例中，所述掺杂金属氟氧化物催化氧化处理中低浓度氨氮废水工艺条件为：将金属氟氧化物(AlFxO(3-x)/2)固定在直径1英寸、长度60cm的固定床反应器中，温度80℃，将中低浓度的氨氮废水和双氧水一起通过固定床反应器催化氧化，氨氮废水流速为100ml/min，NH4+-N转化率达到87％，且处理后的废水中没有NO3-。本发明氨氮去除效率高、流程简单、无二次污染，与常规的氧化铝(Al2O3)做催化剂催化臭氧氧化工艺不同，本发明由于采用的性能更加优良的氟氧化铝基催化剂催化，不需要使用臭氧，采用常规的双氧水、次氯酸钠、空气即可，氧化分解氨氮的时间大幅度缩短，只需20S左右的接触时间即可达到NH4+-N转化率达到60％以上，而且氨氮分解产物中几乎没有NO3-。

（发明人：王刚;赵润民;李争光;顾琼瑶;梁亚娟;候彭;张振华）