[發明專利]一種含固廢免燒型污水臭氧氧化處理用催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010789042.3
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112191248A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 石偉;孫琦;劉曉靜;王冠平;于豹;李浙英
• 申請（專利權）人: 光大水務科技發展（南京）有限公司;光大水務（深圳）有限公司
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J37/00;C02F1/72;C02F1/78
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務所 32346
• 代理人: 吳雪健

本發明的一種含固廢免燒型污水臭氧氧化處理用催化劑及其制備方法，屬于水處理技術領域；本發明的催化劑包括固廢、載體和膠凝劑，其中固廢包括芬頓污泥和/或赤泥，其中固廢的氧化鐵含量為50％?70％；載體包括粘土；膠凝劑包括硅酸鹽水泥；本發明該催化劑的制備過程將固廢進行干燥，然后固廢與載體和膠凝劑進行混合，混合后進行成型，成型后再進行水化處理得到催化劑成品；當水泥遇水時會發生水化反應增強催化劑強度，從而減少了催化劑生產工藝中的高溫煅燒過程，有利于降低能耗。同時制備的催化劑強度較高，抗壓強度大于500N；同時充分利用廢棄物中的鐵元素，提高催化劑活性，制備得到催化劑在用于臭氧催化氧化污水時具有優異的催化性能。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，更具體的，涉及一種含固廢免燒型污水臭氧氧化處理用催化劑及其制備方法。

背景技術

臭氧催化氧化技術是高級氧化技術之一，其原理是利用催化劑催化臭氧生成具有強氧化性的羥基自由基(·OH)，進而降解水中的有機物。隨著環保標準的提高和臭氧成本的降低，臭氧催化氧化技術在污水處理中的應用也越來越普遍。催化劑作為臭氧催化氧化的核心受到了廣泛。

另外在目前的工業生產中，會產生大量的固廢，比如制鋁工業提取氧化鋁時排出的赤泥，因含氧化鐵量大，但是目前大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放，占用了大量土地，也對環境造成了嚴重的污染。大量赤泥的產生已經對人類的生產、生活造成多方面的直接和間接的影響，所以最大限度的減少赤泥的產量和危害，實現多渠道、大數量的資源化已迫在眉睫。另外在利用Fenton法處理污水時，會產生的芬頓污泥，芬頓污泥中除大量鐵元素及少量無機鹽外，還含有一定量的有機雜質，若不能妥善處理，不僅會對環境帶來二次污染的問題，且會浪費大量的鐵泥資源。

而將上述含有催化活性組分的固廢應用至催化劑的制備，既可以解決催化劑的原料問題，又可以實現固廢的利用，但是將以往將固廢應用至催化劑時，多采用高溫煅燒的方式得到負載型臭氧催化氧化催化劑。但一般固廢芬頓泥或赤泥中含有大量含水合羥基的鐵氧化物，如氫氧化鐵，氫氧化亞鐵，含結晶水的氧化鐵，羥基氧化鐵等鐵氧化物，這些氧化物在低溫處理時能夠保持水合狀態，具有豐富的表面羥基，而大量文獻報道金屬氧化物的表面羥基有利于促進臭氧分解為羥基自由基，因此當避免高溫處理含鐵固廢芬頓泥或赤泥時，這些表面羥基就能很好地得以保留，另外，由于含水鐵氧化物在不同高溫時環境不同，其分解形成的氧化鐵可能呈現不同的晶型狀態，甚至會和雜質結合形成復合金屬氧化物從而失去活性。高溫煅燒會導致催化劑活性組分活性降低，降低催化劑性能。同時高溫煅燒帶來的高能耗會提高催化劑生產成本。

發明內容

發明要解決的技術問題

本發明的目的是針對現有技術中，將固廢作為催化劑原料時，催化劑活性以及強度難以提高的技術問題，提供一種含固廢免燒型污水臭氧氧化處理用催化劑及其制備方法，通過硅酸鹽水泥的合理摻入改善含固廢催化劑的催化效果以及強度。

技術方案

本發明的一種含固廢免燒型污水臭氧氧化處理用催化劑，包括固廢、載體和膠凝劑，其中固廢包括芬頓污泥和/或赤泥，其中固廢的氧化鐵含量為50％-70％；載體包括粘土；膠凝劑包括硅酸鹽水泥。

優選地，所述催化劑中固廢、載體和膠凝劑按質量的比例為(1～3)∶(4～6)∶(2～4)。

優選地，所述催化劑吸水率為20-30％，氣孔率為30-50％，抗壓強度≥500N。

本發明的一種含固廢免燒型污水臭氧氧化處理用催化劑的制備方法，將固廢進行干燥，然后固廢與載體和膠凝劑進行混合，混合后進行成型，成型后再進行水化處理得到催化劑成品。

優選地，具體步驟為：

(1)混合細磨

將固廢進行干燥處理后，與載體、膠凝劑一同置于球磨機中，在300～500r/min的轉速下球磨混合均勻；