一种利用钢渣催化臭氧的水处理方法技术

一种利用钢渣催化臭氧的水处理方法，解决了单独臭氧化水处理方法存在的反应效率低和现有的催化臭氧化水处理方法催化剂成本高、制备复杂、污染物去除效果差等问题。本发明专利技术方法是向装有污水的反应器中加入钢渣，每升待处理的水投入1～50g，然后持续通入0.5～3.0mg/L的臭氧，控制反应时间5min～120min，即实现了水中有机物的去除。本发明专利技术具有催化剂易获得、成本低、活性高、寿命长、反应速度快、去除效率高、以废治废、操作简单等特点。利用钢渣催化臭氧的水处理方法去除对氯苯甲酸达到98％以上。

Water treatment method using steel slag to catalyze ozone

Water treatment method using slag catalytic ozonation, solves the problems of water treatment method of single ozonation reaction efficiency is low and the existing catalytic ozonization water treatment method of catalyst preparation is complex, high cost, poor effect of pollutant removal. The method of the invention is adding steel slag to reactor with sewage, per liter of water to be treated into 1 ~ 50g, and then continued access to 0.5 ~ 3.0mg/L of ozone, control the reaction time is 5min ~ 120min, the removal of organic matter in water. The catalyst has the advantages of easy obtaining, low cost, high activity, long service life, fast reaction speed, high removal efficiency, waste treatment and simple operation. Water treatment by ozone catalyzed by steel slag can remove benzoic acid more than 98%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用钢渣催化臭氧的水处理方法，具体涉及一种利用催化剂强化臭氧氧化去除水中难降解有机污染物的方法。
技术介绍
臭氧在标准状况下的氧化还原点位是2.07eV，可以快速、高效地去除水中有机物。在催化剂的作用下，臭氧分解产生氧化性更强并且没有选择性的羟基自由基(·OH，标准状况下的氧化还原点位为2.80eV)，可大大提升水中难降解有机物的去除效率，在水处理领域已经有了大规模的研究和应用。钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，其综合利用率低，积存量大，常用作人工湿地填料、土壤改良剂或建筑原料。钢渣作为多金属氧化物熔融复合体具有较好的催化活性。其催化臭氧分解和氧化有机污染物的能力与其表面性质直接相关。其催化机制包括两个方面：一是金属氧化物表面的金属离子与水结合，形成羟基化界面。臭氧分子与这些表面羟基通过配位键和氢键等形成五元环结构，然后通过电子转移，分解形成·OH。二是臭氧首先与表面的金属阳离子反应，形成不稳定的中间产物，再分解形成·OH。以钢渣为催化剂催化臭氧氧化降解水中有机污染物，“以废治废”，大大降低处理成本，同时对于有效解决我国水体有机污染治理及钢渣再利用难题具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术解决了单独臭氧化水处理方法存在的反应效率低以及现有的催化臭氧化水处理方法催化剂成本高、制备复杂、污染物去除效果差等问题，提供了一种利用钢渣催化臭氧的水处理方法。本专利技术一种利用钢渣催化臭氧的水处理方法如下：向装有污水的反应器中加入钢渣，然后持续通入臭氧曝气，控制反应时间，即实现了水中有机物的去除。其中，钢渣投加量为1～50g/L，臭氧进气浓度为0.5～30mg/L，进气流量为0.2～1.0L/min，反应时间为5～120min。本专利技术所述的钢渣的投加方式为固体颗粒或粉末的形式投加。本专利技术将钢渣作为催化剂催化臭氧，产生具有更强氧化性且选择性较低的OH，从而提高污染物的去除速率和效率。与其他催化剂相比，钢渣具有价格低廉，易获取、催化活性高、寿命长、以废治废、循环回收利用简单等特点。本专利技术的水处理方法可处理包括生活污水和各种工业有机废水，对50mg/L的氯苯甲酸去除率可达到98％以上。附图说明图1是臭氧单独氧化和钢渣催化臭氧氧化降解水中对氯苯甲酸去除率的对比图。具体实施方式下面对本专利技术做进一步说明。本专利技术所要求保护的范围并不局限于具体实施方式中所描述的范围。实施例1：向盛有污水(对氯苯甲酸浓度为50mg/L)的反应器中投加20g/L钢渣，然后通入臭氧进行曝气，臭氧进气浓度为1mg/L，进气流量为0.2L/min，废水在反应器中的停留时间为30min。由图1中单独臭氧氧化和钢渣催化臭氧氧化的对氯苯甲酸去除率曲线的对比可知，单独臭氧氧化2h对氯苯甲酸去除率仅为15％。实施例2：向盛有待处理水的反应器中投加50g/L的钢渣，利用臭氧对加入了钢渣的待处理水进行曝气，臭氧进气浓度为30mg/L，进气流量为0.6L/min，控制待处理水在反应器中的停留时间为60min。由图1中单独臭氧氧化和钢渣催化臭氧氧化的对氯苯甲酸去除率曲线的对比可知，钢渣催化臭氧氧化1h之后对氯苯甲酸的去除率可达82％以上。实施例3：向盛有待处理水的反应器中投加50g/L的钢渣，利用臭氧对加入了钢渣的待处理水进行曝气，臭氧进气浓度为15mg/L，进气流量为1.0L/min，控制待处理水在反应器中的停留时间为120min。由图1中单独臭氧氧化和钢渣催化臭氧氧化的对氯苯甲酸去除率曲线的对比可知，钢渣催化臭氧氧化2h之后对氯苯甲酸的去除率可达98％以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用钢渣催化臭氧的水处理方法，其特征在于，向装有污水的反应器中加入钢渣，然后持续通入臭氧曝气，控制反应时间，实现水中有机物的去除；其中，钢渣投加量为1～50g/L，臭氧进气浓度为0.5～30mg/L，进气流量为0.2～1.0L/min，反应时间为5～120min。

【技术特征摘要】
1.一种利用钢渣催化臭氧的水处理方法，其特征在于，向装有污水的反应器中加入钢渣，然后持续通入臭氧曝气，控制反应时间，实现水中有机物的去除；其中，钢渣投加量为1～50g/L，臭氧进气浓度为0.5～30mg/L，进气流量为0.2～1.0L/min，反应时间为5～120min。2.根据权利要求1所述的水处理方法，其特征在于，所述污水是对氯苯甲酸浓度为50mg/L的污水。3.根据权利要求1或2所述的水处理方法，其特征在于，向对氯苯甲酸浓度为50mg/L污水的反应器中投加50g/L钢渣，然后通入臭氧进行曝气，臭氧进气浓度为1mg/L，进气流量为0.2L/min，废水在反应器中的停留时间为30min。4.根据权利要求1或2所述的水处理方法，其特征在于，向对氯苯甲酸浓度为50mg/L的污水反应器中投加...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡恩柱，李秋燕，王娜娜，钟圣俊，薛向欣，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21