[00300990]废水中氨氮催化氧化催化剂

一、项目简介 氨氮废水对环境的危害日益严重，氨氮的存在不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭、 破坏水体生态平衡，而且增加生活和工业用水前处理的难度和成本，甚至对人类产生毒害作 用。氨氮减排已成为我国水体污染继COD之后的第二项约束性控制指标，经济有效地控制 水体中的氨氮含量刻不容缓。 催化湿式氧化法能一次性将废水中的氨氮全部转化为对人类和环境完全无害的氮气，无 需考虑二次处理，建设及运行费用仅为常规方法的60%左右，且能有效处理高、中、低不同 浓度的氨氮废水，尤其适合低浓度氨氮废水和有毒氨氮废水。催化湿式氧化处理氨氮废水技 术的核心在于适宜的催化剂，但现有较为有效的催化剂多为贵金属催化剂，且贵金属含量高 （≧3%），工作条件苛刻（高温高压），难以实现工业应用。研制和开发在较低反应温度（最 好是常温，至少低于100℃）就能够高效地将水中的氨氮转化为氮气的催化剂，是实现催化 湿式氧化处理氨氮废水工业化的关键。 贵金属催化剂具有较好的催化性能，但昂贵的价格阻止了其工业应用。非贵金属（氧化 物）催化剂具有更好的经济效益，但其催化性能难以满足工业应用要求。将贵金属与非贵金 属（氧化物）合金化、纳米化，可在保持催化性能的前提下有效降低贵金属的用量，更为重 要的是，纳米合金催化剂往往较传统单一金属催化剂具有更好的催化活性。再考虑到低温条 件下废水中氨氮的传质受限，本项目以对氨氮有一定吸附能力的碳材料为载体，以贵金属- 非贵金属（氧化物）纳米合金为活性组分，借鉴合金型纳米材料制备和调控组装技术，利用 活性组分与载体以及不同活性组分（贵金属和非贵金属）之间的协同作用，在贵金属用量 （≤1%）更低的前提下，成功实现废水中氨氮催化氧化低温高效（N2选择性大于95%）催化 剂的可控制备。 二、技术成熟程度 完成实验室小试，催化剂成功实现克级制备。性能测试结果表明，在反应温度为180 ºC， 反应压力为0.5MPa的条件下，能将废水中氨氮（2000ppm）100%的脱除，处理能力100L/(Kg 催化剂.h)。在反应温度为150 ºC，反应压力为1.0MPa的条件下，能将废水中95%的氨氮 （2000ppm）脱除, 处理能力50L/(Kg催化剂.h)（明显高于相同条件下文献报道的最好结果 87%）。即使在50 ºC的反应条件下，也能脱除废水中（2000ppm）90%以上的氨氮（未见报 道）, 处理能力1.0L/(Kg催化剂.h)。 三、应用领域及市场前景 能应用于煤化工废水、石油化工废水、冶金废水、医药化工废水、化肥厂废水、生活污 水等所有含氨氮的废水。 与其它氨氮处理方法相比，催化湿式氧化法具有独特的优势：能一次性将氨氮全部转化 为对人类和环境完全无害的氮气，而不必引入其他化学物质（仅需加压空气），无需考虑二 次处理。但现有较为有效的催化剂多为贵金属催化剂，且贵金属含量高（≧3%），工作条件 苛刻（高温高压）。项目催化剂为贵金属-非贵金属纳米合金催化剂，即使在较低的贵金属用 量（≤1%）和相对温和的条件下（较低温度），项目催化剂也具有优良的氨氮催化氧化性能。 在氨氮减排已成为我国水体污染继COD之后的第二项约束性控制指标的大背景下，项目技 术具有广阔的工业应用前景，且能对我国的环境保护作出巨大的贡献。 四、投产条件和预期经济效益 催化剂完成公斤级制备以及和催化剂相匹配的反应器设计。目前广泛使用的生物处理法工艺流程复杂，处理设备多，常需外加碳源，能耗大，成本 高，难以处理有毒废水。催化湿式氧化法的建设及运行费用仅为常规方法的60%左右，且能 有效处理高、中、低不同浓度的氨氮废水，尤其适合有毒氨氮废水。我国氨氮环境容量不到 30万吨，而实际排放量高达179万吨，而现有生物法处理氨氮废水的平均价格为10000元/吨 氨氮左右。可以推测，如果项目技术成功完成工业应用，将产生巨大的经济效益。 五、合作方式 面谈。