[發明專利]一種臭氧催化濕式氧化處理廢水的方法

有效

• 申請號: 201811618226.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN111377522B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 趙越;蔣廣安;李寶忠;王雪清;馬傳軍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/78;B01J23/745;B01J23/46;B01J29/46;B01J29/03;B01J23/83;B01J23/06;B01J23/34;B01J35/10;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/18;C02F101/3
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本發明涉及廢水處理技術領域，具體公開了一種臭氧催化濕式氧化處理廢水的方法，所述方法為有機廢水與臭氧進入反應器進行反應，按照與有機廢水的接觸順序，所述反應器內依次裝填有催化劑A和催化劑B，其中，所述催化劑A為過渡金屬或貴金屬負載型催化劑，所述催化劑B包括復合載體和活性金屬組分，所述復合載體包括活性炭和堿式碳酸鹽。本發明方法不僅COD脫除能力高，且可以提高臭氧有效利用率，降低臭氧投加量。

技術領域

本發明屬于環保領域，涉及一種廢水的處理方法，特別是涉及一種采用臭氧催化濕式氧化處理廢水的方法。

背景技術

隨著石化行業的迅速發展，大量難降解有機污染物的廢水的排放給人類健康和環境造成嚴重的危害，制約了社會經濟的可持續發展。隨著國家政策法規對環境問題的日益關注，有機物廢水的治理已成為現階段我國廢水治理領域中的熱點。對外排污水進行深度處理以實現達標排放，甚至能夠回用，這對減少廢水的排放污染物的排放量、削減企業的排污費和減少水資源的消耗等方面具有重要意義。

高級氧化技術（AOP）是指氧化能力超過所有常見氧化劑或氧化電位接近或達到羥基自由基?OH水平，可與有機污染物進行系列自由基鏈反應，從而破壞其結構，使其逐步降解為無害的低分子量的有機物，最后降解為CO₂、H₂O和其他礦物鹽的技術。雙氧水和臭氧是常用的AOP氧化劑。雙氧水通過Fenton法生成羥基自由基，但所使用的均相催化劑存在使用藥劑多，回收困難等問題，易造成二次污染。傳統的臭氧單獨氧化技術存在著臭氧分子與有機物的直接反應選擇性強、反應速率常數低和難降解污染物不能快速完全的被氧化去除等缺點，很難達到最好的處理效果。在此基礎上發展而來的臭氧催化氧化技術以臭氧氣體為氧化劑，利用催化劑促進臭氧分解生成·OH進行自由基反應去除廢水中COD，工藝過程簡單、是應用性較為廣泛的一種高級氧化技術。臭氧催化氧化技術可以通過催化劑的作用將水溶液中的臭氧轉化為具有更高氧化電位的羥基自由基（?OH），?OH近乎無選擇性的與大多數有機物發生反應，并且反應速率在10⁶~10¹⁰ M^-1?s^-1之間，比臭氧與有機物反應速率高近7個數量級，克服單獨臭氧氧化的缺點，從而變成更有實用價值的新型高級氧化技術。

臭氧催化氧化技術處理廢水多采用金屬氧化物負載型催化劑與臭氧一起反應。臭氧是通過分解生成?OH，在進一步通過?OH與有機污染物進行系列自由基鏈反應，從而破壞其結構，使其逐步降解為無害的低分子量的有機物，最后降解為CO₂、H₂O和其他礦物鹽。但是當?OH產生速率高于反應速率時，?OH自身會因快速發生耦合而湮滅，失去氧化能力，導致臭氧有效利用率下降，影響有機污染物的脫除效果。因此，對應一定的臭氧濃度需要適宜的催化臭氧分解生成?OH的能力。目前，提高臭氧利用率的方法主要是通過增大臭氧傳質面積、延長接觸氧化時間，超聲波提高臭氧溶解速率等方法來實現。但是都不能從根本上解決臭氧有效利用率低的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供一種臭氧催化濕式氧化處理廢水的方法，所述方法不僅COD脫除能力高，還可以提高臭氧有效利用率，降低臭氧投加量，大大提高了整個處理工藝過程的經濟性。

本發明提供一種臭氧催化濕式氧化處理廢水的方法，所述方法包括以下內容：有機廢水與臭氧進入反應器進行反應，按照與有機廢水的接觸順序，所述反應器內依次裝填有催化劑A和催化劑B，其中，所述催化劑A為負載型催化劑，其中活性組分為過渡金屬或貴金屬，載體為活性炭、分子篩、氧化物中的一種或幾種；所述催化劑B包括復合載體和活性金屬組分，其中以過渡金屬Fe、Cu、Mn、Ti、Zn中的一種或者幾種為活性金屬組分，所述復合載體包括活性炭和堿式碳酸鹽，堿式碳酸鹽分布在活性炭的外表面，其中，活性炭占復合載體總重量的35%～90%，優選為40%～80%；堿式碳酸鹽占復合載體總重量的10%～65%，優選為20%～60%；所述堿式碳酸鹽為堿式碳酸鎂、或者堿式碳酸鈣和堿式碳酸鎂的混合物。