[发明专利]一种水处理催化剂及其生产方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理催化剂及其生产方法与应用，尤其是涉及一种用于臭氧催化氧化去除废水中难处理有机物的水处理催化剂及其生产方法与应用。

背景技术

随着经济的高速发展，许多工业企业存在水资源严重缺乏问题。在此形势下，本着节水降耗、有利于环保的原则，“增产不增水”的指导方针，充分利用废水资源，变废为宝，提高水的利用率已成为各企业的当务之急。作为工业节水重点领域之一的石化、钢铁等行业及其它排放有机物废水的行业，需要提高生产废水的处理回用能力，实施系统节水技术改造，利用非常规水源代替地表水或地下水，甚至实现生产废水的“零排放”。

目前，在高浓度有机废水（高COD废水）或含油工业废水的处理中，我国大多数企业仍然采用多级过滤、气浮、生物接触氧化和微滤等工艺流程，出水COD指标一般介于60～90 mg/L之间。这种流程虽然能够去除大部分污染物，但由于受到工艺技术的缺陷和污水成分波动的影响，出水指标很不稳定，出水COD值指标有时甚至达到120 mg/L以上，这不但超过了废水回用、反渗透脱盐处理的进水指标，而且还大大超出了国家排放标准。

利用臭氧催化氧化产生羟基自由基的高级氧化技术是一种高效低耗的技术。国内利用臭氧杀菌除臭、去除COD和除油的研究已有几十年的历史，多数臭氧催化氧化技术研究是实验室的小试研究，生产性实验数据还不够系统。一方面，臭氧与有机物的反应具有较强的选择性，较易进攻具有双键的有机物，其反应速率常数在10⁰～10³ M^-1. s^-1，臭氧与某些小分子有机酸（如草酸、乙酸等）的反应速率常数更低，而臭氧催化氧化产物羟基自由基（.OH）与有机物的反应则没有选择性，其反应速度常数也要大得多，一般在10⁸～10¹⁰M^-1. s^-1之间，反应非常迅速。另外，目前实验室小试研制的催化剂很多都是粉末态甚至是纳米形态的，且活性组分容易溶出而降低催化剂的使用寿命。因此，采用臭氧氧化处理废水的生产成本高，并且不是对每种COD物质有效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种使臭氧对有机物的处理效率高的水处理催化剂及其生产方法与应用。

本发明之水处理催化剂，由以下重量百分比的原料制成：二氧化锰0～30%、三氧化二铝0～25%、二氧化钛0～30%、四氧化三钴0～15%、碳粉3～8%，其余为陶土，各原料重量百分比之和为100％；

所述二氧化锰、三氧化二铝、二氧化钛、四氧化三钴中至少有一种含量不为0；

优选的原料重量百分比组成为：二氧化锰1～18%、三氧化二铝1～20%、二氧化钛1～25%、四氧化三钴1～12%、碳粉4～7%，其余为陶土。

更优选的重量百分比为：二氧化锰5～12%、三氧化二铝5～18%、二氧化钛5～20%、四氧化三钴2～4%、碳粉5～6%，其余为陶土。

本发明之水处理催化剂的生产方法，包括以下步骤：

（1）磨粉：将陶土、碳粉、二氧化锰、三氧化二铝、二氧化钛、四氧化三钴分别磨细到100-400目；

（2）造粒：将陶土掺0～30wt%的二氧化锰、0～25wt%的三氧化二铝、0～30wt%的二氧化钛、0～15wt%四氧化三钴、3～8wt%的碳粉，混匀后投入造粒机内，造粒到3～8mm，得改性陶粒毛坯；

（3）干燥：将步骤（2）所得改性陶粒毛坯常温自然晾干；

（4）焙烧：将经步骤（3）处理的改性陶粒毛坯在焙烧炉内焙烧5～25分钟（优选15－20分钟）,温度700～1200℃,得成品催化剂。

本发明之水处理催化剂,可用于催化臭氧氧化处理废水中的有机物。

本发明之水处理催化剂，用于臭氧氧化水处理中，能高效去除废水中难生物降解的COD物质，提高臭氧的利用率，大幅降低废水处理生产成本，使用本发明之催化剂催化臭氧处理废水后，废水中的难生物降解有机物含量（COD值）小于5mg/L，达到反渗透脱盐过程的进水要求，并且可确保排放的废水满足国家排放标准或者达到回用水水质要求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例之水处理催化剂，由以下重量比的原料制成：二氧化锰50kg、三氧化二铝100kg、二氧化钛100kg、四氧化三钴20kg、碳粉50kg、陶土680kg。