[發明專利]一種臭氧-過氧化氫催化氧化催化劑及其用于處理生化廢水的方法

有效

• 申請號: 202010874254.1
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN114100650B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 高學順;王詩涵;姜曉鋒;荊開石;張宏科
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司
• 主分類號: B01J27/224
• 分類號: B01J27/224;B01J35/10;C02F1/72;C02F1/78;C02F1/66;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
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本發明實施公開了一種臭氧?過氧化氫高效催化氧化催化劑及其用于處理生化廢水的方法。所述催化劑的載體為經剪切?焙燒法改性的高嶺土、α?碳化硅和TiO₂復合物，所述活性組分包括以氧化物形態存在的鈷、錳、釹和钷。催化劑通過兩段原位陳化法制得，具有機械性能穩定、催化氧化效率高和金屬離子流失少的特點。本發明在臭氧和過氧化氫協同存在的作用下，以高效催化劑促進氧化劑分解產生羥基自由基，可有效降解生化廢水中有機物，提高COD去除率，方法簡單易行，且不產生二次污染。

技術領域

本發明涉及廢水處理領域，更具體的說，涉及一種臭氧-過氧化氫催化氧化催化劑及其用于處理生化廢水的方法。

背景技術

伴隨著全球工業化的高速發展，水污染問題成為了制約企業發展的一個難題。目前在各種廢水處理技術中，生化技術利用廢水中微生物的生物化學作用，能有效分解水中的有機物和部分毒性無機物。與傳統廢水處理技術相比，生化技術成本較低且處理效率高，越來越受到研究人員的關注。然而，由于一些工業廢水中組分復雜，含有部分難生物降解物質，生化處理出水一般很難直接達標排放，需要進一步進行深度處理。

工業上常用的生化廢水的深度處理方法包括：吸附法、混凝沉淀法、Fenton氧化法和臭氧氧化法等。

發明專利CN?104192966?A公開了一種利用焦粉和絮凝劑深度處理焦化生化廢水的工藝方法，但需投加大量焦粉，產生的污泥量較大，其處理裝置較復雜。

臭氧的氧化還原電位為2.07V，其氧化性僅次于氟和羥基自由基(·OH),利用臭氧具有極強的氧化能力的特性，廣泛應用于消毒、助凝、除色、除味、除有機物(烴、醛、氰、酚和硫等)和無機污染物(Fe和Mn離子等)等領域。常用的臭氧氧化技術有：臭氧催化氧化、臭氧/過氧化氫、臭氧/超聲波、臭氧/活性炭和臭氧/UV等，可促進臭氧分解為氧化能力更強的·OH，提高廢水中污染物的去除率。

發明專利CN?110479327A公開了一種促進臭氧氧化能力的催化劑，但所述催化劑由鐵化合物和聚磷酸鈉類化合物組成，雖有效提高了臭氧的氧化能力，但其催化劑溶于水，易流失、不易回收且產生二次污染。相比于這種均相催化劑，非均相催化劑以固態存在，易于與水分離，可以簡化處理流程。

發明專利CN?108579755A公開了一種臭氧氧化催化劑的制備方法，但其以簡單的浸漬法負載活性組分，催化劑穩定性較差，金屬離子容易流失，同時COD去除效率為50％左右，有待提高。

因此，如何開發一種簡單高效且無二次污染的新的生化廢水處理工藝，成為業界急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種臭氧-過氧化氫催化氧化催化劑及其用于處理生化廢水的方法，可有效降低廢水COD(化學需氧量)值，提高難降解有機物去除率。本發明催化劑穩定性高、易回收，且不產生二次污染，所述方法簡單易行，可有效處理生化廢水。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種臭氧-過氧化氫催化氧化催化劑，包括載體和活性組分，所述載體為高嶺土、α-碳化硅和TiO₂復合物；所述活性組分包括以氧化物形態存在的鈷、錳、釹、钷，以載體的重量為基準，所述催化劑組成包括：

鈷0.9～10.0wt％，優選2.5～5.5wt％；

錳1.8～8.0wt％，優選3.0～5.4wt％；

釹0.4～2.5wt％，優選1.5～2.0wt％；

钷0.4～2.0wt％，優選1.0～2.0wt％；

所述載體中高嶺土、α-碳化硅和TiO₂的質量比1～5:1～3:1