[發明專利]復合臭氧氧化固體催化劑的制備方法及催化劑

無效

• 申請號: 201210297632.X
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102794182A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 唐心強;李勤;鄧志浩;解洪偉;王虹;武鑫;郭懷軍;呂文濤
• 申請（專利權）人: 泰山醫學院;山東大禹水處理有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;C02F1/78
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技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，尤其涉及的是一種用于焦化廢水深度處理的復合臭氧氧化固體催化劑。

背景技術

焦化廢水是煤制焦碳、煤氣凈化及焦化產品回收和深加工過程中產生的廢水。該類廢水排放量大、污染物濃度高、水質成分復雜，除了氨、氰、硫氰根等無機污染物外，還含有酚、油類、奈、吡啶、喹啉、蒽等雜環及多環芳香族化合物。其中酚類化合物對一切生物都有毒害作用，可以使細胞失去活力，使蛋白質凝固，引起組織損傷、壞死，直至全身中毒；多環芳烴不但難于生物降解，通常還是致癌物質。因此焦化廢水的大量排放，不但對環境造成嚴重污染，同時也直接威脅到人類健康。該類廢水也是一種國際公認的難處理的工業廢水。對于這類廢水國內外普遍采用多種方法聯合處理的工藝，如：蒸氨、Fenton試劑氧化、直流電解、微電解、生化處理等工序聯合處理。但即使如此，處理后的廢水也很難達到廢水排放的標準，更不能回用于生產。經以上工藝處理后的廢水其主要水質指標：CODcr、色度、濁度通常分別在150mg/L、140度、40NTU以上(高時分別可達：305mg/L、291度、95NTU)，因此經以上通常的方法處理過的焦化廢水還需要做進一步深度處理。

焦化廢水深度處理問題是當前國內外污水處理領域研究的熱點和難點之一，多數研究集中在以下5個方面：一、混凝處理法；二、用多孔物質對廢水中的有機物進行吸附；三、高級氧化技術，臭氧氧化法和Fenton試劑氧化法是最常用的兩種形式；四、采用濕式催化氧化法，即高溫、高壓下催化氧化；五、焚燒法。方法一，此法雖然對焦化廢水做深度處理時具有操作簡單、成本低的優點，但對COD的去除率較低(40％左右)；方法二，如果采用活性炭等做吸附介質，則存在著吸附效率低、再生難、成本高，特別是當廢水中含有較高濃度的有機物時，極易飽和失效、需要頻繁的更換、補充新鮮活性炭，致使吸附成本高昂、企業難以承受；而采用粉煤灰、熄焦粉、煤渣等工業廢料做吸附介質時，雖然成本較低，但由于吸附介質用量大、處置難、容易產生二次污染、不便于工業化生產的推廣應用。方法三，對于難降解廢水，高級氧化技術顯示了獨特的優勢。目前，國內外的研究大多集中在采用臭氧氧化或Fenton試劑氧化的方法上，但該方法也存在著無公認的高效催化劑、催化效率低、臭氧(Fenton試劑)消耗大、處理成本高、去除率低等問題。一般經臭氧催化氧化處理的廢水CODcr的去除率小于65％，仍然保持較高的色度和濁度。Fenton試劑氧化法其出水水質較臭氧催化氧化法更差；方法四，具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染少、可回收能量和有用物料等優點。但是，由于其催化劑價格昂貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運行，對工藝設備要求嚴格，投資費用高，難于推廣應用；方法五，該工藝對于處理焦化廠和煤氣廠產生的高濃度廢水是一種切實可行的處理方法，盡管該方法處理效率高，無二次污染，但其昂貴的處理費用使得多數企業望而卻步。因此，研究一種能克服當前焦化廢水處理中普遍存在的缺點的高效、低成本、無二次污染、工藝簡單(低溫、低壓、設備投資少、便于操作)，且處理后的廢水能滿足直接排放的標準、甚至達到工業回用標準的焦化廢水深度工業化處理工藝是當前污水處理領域亟待解決的難題。因此研究一種可重復利用的高效臭氧固體催化劑是解決焦化廢水深度處理這一世界性難題的重要方法之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種復合臭氧氧化固體催化劑的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種復合臭氧氧化固體催化劑的制備方法，包括以下步驟：A1、鐵、錳、鎳、銅的硝酸鹽按2∶1∶1∶2的摩爾比混合后，配制成重量百分比為10％的活性組分鹽溶液；A2、將粒徑為4～10mm的高強多孔陶粒，用重量百分比8％的NaOH溶液清洗，之后用重量百分比為13％的稀硝酸浸漬1.5h，再用蒸餾水洗凈，烘干；A3、將烘干的高強多孔陶粒浸漬于上面配置好的活性組分鹽溶液中，并浸漬7小時，期間攪拌數次；然后將溶液蒸發、干燥，在馬沸爐中850℃下焙燒2.5h即制得成品固體催化劑。

焦化廢水經蒸氨、Fenton氧化、直流電解、微電解、生化處理、絮凝一沉淀工序后，廢水中仍會殘留部分難以去除的帶苯環的強致癌性有機物，其主要水質指標，CODcr：120～305mg/L、色度：70-291度、濁度：40-95NTU，水質不穩定、變化范圍大，且無法再絮凝沉淀。為進一步降低這三項指標，達到生產回用的目的，特配制、優選本固體臭氧氧化催化劑，以增強臭氧的氧化能力。