[发明专利]一种处理焦化废水的煤制活性焦基臭氧催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种处理焦化废水的煤制活性焦基臭氧催化剂的制备方法，属于焦化废水处理用催化剂领域。本发明的制备方法包括以下步骤：将原煤、兰炭和活性组分研磨成细粉后混合，混合好的粉料中添加水、粘结剂、助剂进行搅拌、捏合，捏合好的捏合料进行成型，成型体通过晾晒或干燥至水分含量为5‑15％后进行炭化活化，炭化活化的催化剂上筛将粉末和碎片去除，得到催化剂成品。本发明以煤制活性焦为主要载体，兼具传统碳基催化剂、氧化铝或硅铝基催化剂优点：原料易获取、制备简单、成本较低，同时在处理焦化废水COD时有优异的效果。

技术领域

本发明涉及焦化废水处理用催化剂领域，具体涉及一种煤制活性焦基臭氧催化剂的制备方法及由该方法制得的煤制活性焦基臭氧催化剂。

背景技术

焦化废水是钢铁企业在炼焦、煤气高温干馏、净化及副产品回收过程中产生的废水，这些废水是含有复杂的无机和有机污染物的废水，如酚类、氰化物、硫氰化物、氨、多环芳烃、多环含氮芳烃、含硫杂环化合物等，其中大部分是难降解、有毒和致癌物质，传统生化处理方法对这类物质去除效果不佳。臭氧催化氧化技术可以在常温常压下进行，不需要任何热、光或高压辅助系统，作为一种环保的高级氧化技术，特别适用于去除水中难降解的有机污染物。

臭氧本身具有很强的氧化作用，其氧化还原电位为2.07eV，虽然单纯的臭氧氧化能在一定程度上对有机物进行去除，但单独的臭氧利用率低下，对污染物处理不彻底。臭氧催化氧化技术是在传统臭氧氧化基础上发展而来的一种新型的高级氧化技术，通过在臭氧体系中投加催化剂，一方面，催化剂也可以吸附污染物质到催化剂表面，改善臭氧直接氧化有机物的能力；另一方面可以显著提高臭氧体系产生氧化能力更强的羟基自由基，降解污染物。臭氧催化剂通常分为均相催化剂和非均相催化剂，均相催化剂一般为过渡金属离子，处理后催化剂随水流失，流失的金属离子有潜在的环境安全风险；非均相臭氧催化剂主要利用固态金属、金属氧化物或负载在载体上的金属或金属氧化物的催化作用，具有制备简单、易于回收处理、寿命长等优点，在工程上已有较为广泛的应用。

常见的非均相臭氧催化剂一般是以活性炭或氧化铝或硅铝复合材料作为载体，采用浸渍法将铁、锰等金属盐类，负载到载体上，再对载体进行干燥、焙烧等工艺制备而成。

以活性炭为载体制备催化剂时，可以利用活性炭的吸附作用去除有机污染物，但催化剂易流失，寿命短，柱状类产品会增大反洗的水头损失；以氧化铝或硅铝复合材料制备的催化剂，催化剂强度大，寿命长，但原材料价格昂贵，焙烧过程需要温度较高，能耗大，同时催化剂密度较大，工业应用上对罐体装置强度要求较高，工程应用上成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种煤制活性焦基臭氧催化剂的制备方法，以及通过该方法制备得到的煤制活性焦基臭氧催化剂与该催化剂在处理焦化废水中的应用。本发明以煤制活性焦为载体，针对焦化废水中含有多环芳烃、氰化物、含氮杂环化合物等难降解物质的特点，通过共混型制备工艺，加入一定比例的活性组分和助剂，解决活性炭催化剂寿命短、氧化铝或硅铝基催化剂成本高的缺点，得到一种比表面积大、抗压强度高、使用寿命长、活性组分与载体结合性好、稳定性高、成本低、激发产生羟基自由基效率更高的煤制活性焦基臭氧催化剂。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种煤制活性焦基臭氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)磨粉：将原煤、兰炭和活性组分按照质量比为(30-75)：(20-60)：(5-10)称量，研磨成细粉后混合。所述的活性组分为氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化铈的任意两种或两种以上的混合物。该步骤优选在球磨机中进行。