[發明專利]一種處理焦化廢水的煤制活性焦基臭氧催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202111140514.3
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113680349A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 邵雁;蔣慶肯;郭華軍;劉子豪;姜明明;楊振;胡國峰;夏陽;劉穎
• 申請（專利權）人: 中冶南方都市環保工程技術股份有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/10;C02F1/78;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 常海濤

本發明公開了一種處理焦化廢水的煤制活性焦基臭氧催化劑的制備方法，屬于焦化廢水處理用催化劑領域。本發明的制備方法包括以下步驟：將原煤、蘭炭和活性組分研磨成細粉后混合，混合好的粉料中添加水、粘結劑、助劑進行攪拌、捏合，捏合好的捏合料進行成型，成型體通過晾曬或干燥至水分含量為5?15％后進行炭化活化，炭化活化的催化劑上篩將粉末和碎片去除，得到催化劑成品。本發明以煤制活性焦為主要載體，兼具傳統碳基催化劑、氧化鋁或硅鋁基催化劑優點：原料易獲取、制備簡單、成本較低，同時在處理焦化廢水COD時有優異的效果。

技術領域

本發明涉及焦化廢水處理用催化劑領域，具體涉及一種煤制活性焦基臭氧催化劑的制備方法及由該方法制得的煤制活性焦基臭氧催化劑。

背景技術

焦化廢水是鋼鐵企業在煉焦、煤氣高溫干餾、凈化及副產品回收過程中產生的廢水，這些廢水是含有復雜的無機和有機污染物的廢水，如酚類、氰化物、硫氰化物、氨、多環芳烴、多環含氮芳烴、含硫雜環化合物等，其中大部分是難降解、有毒和致癌物質，傳統生化處理方法對這類物質去除效果不佳。臭氧催化氧化技術可以在常溫常壓下進行，不需要任何熱、光或高壓輔助系統，作為一種環保的高級氧化技術，特別適用于去除水中難降解的有機污染物。

臭氧本身具有很強的氧化作用，其氧化還原電位為2.07eV，雖然單純的臭氧氧化能在一定程度上對有機物進行去除，但單獨的臭氧利用率低下，對污染物處理不徹底。臭氧催化氧化技術是在傳統臭氧氧化基礎上發展而來的一種新型的高級氧化技術，通過在臭氧體系中投加催化劑，一方面，催化劑也可以吸附污染物質到催化劑表面，改善臭氧直接氧化有機物的能力；另一方面可以顯著提高臭氧體系產生氧化能力更強的羥基自由基，降解污染物。臭氧催化劑通常分為均相催化劑和非均相催化劑，均相催化劑一般為過渡金屬離子，處理后催化劑隨水流失，流失的金屬離子有潛在的環境安全風險；非均相臭氧催化劑主要利用固態金屬、金屬氧化物或負載在載體上的金屬或金屬氧化物的催化作用，具有制備簡單、易于回收處理、壽命長等優點，在工程上已有較為廣泛的應用。

常見的非均相臭氧催化劑一般是以活性炭或氧化鋁或硅鋁復合材料作為載體，采用浸漬法將鐵、錳等金屬鹽類，負載到載體上，再對載體進行干燥、焙燒等工藝制備而成。

以活性炭為載體制備催化劑時，可以利用活性炭的吸附作用去除有機污染物，但催化劑易流失，壽命短，柱狀類產品會增大反洗的水頭損失；以氧化鋁或硅鋁復合材料制備的催化劑，催化劑強度大，壽命長，但原材料價格昂貴，焙燒過程需要溫度較高，能耗大，同時催化劑密度較大，工業應用上對罐體裝置強度要求較高，工程應用上成本較高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點與不足，提供一種煤制活性焦基臭氧催化劑的制備方法，以及通過該方法制備得到的煤制活性焦基臭氧催化劑與該催化劑在處理焦化廢水中的應用。本發明以煤制活性焦為載體，針對焦化廢水中含有多環芳烴、氰化物、含氮雜環化合物等難降解物質的特點，通過共混型制備工藝，加入一定比例的活性組分和助劑，解決活性炭催化劑壽命短、氧化鋁或硅鋁基催化劑成本高的缺點，得到一種比表面積大、抗壓強度高、使用壽命長、活性組分與載體結合性好、穩定性高、成本低、激發產生羥基自由基效率更高的煤制活性焦基臭氧催化劑。

本發明的目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種煤制活性焦基臭氧催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)磨粉：將原煤、蘭炭和活性組分按照質量比為(30-75)：(20-60)：(5-10)稱量，研磨成細粉后混合。所述的活性組分為氧化錳、氧化鐵、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅、氧化鈰的任意兩種或兩種以上的混合物。該步驟優選在球磨機中進行。