负载型臭氧催化剂、制备方法及其应用和酸性蓝染料污染废水的处理方法技术

本发明专利技术涉及印染废水脱色领域，具体而言，提供了一种负载型臭氧催化剂、制备方法及其应用和酸性蓝染料污染废水的处理方法。本发明专利技术提供一种负载型臭氧催化剂的制备方法，采用具有天然微孔结构、比表面积大的沸石作为载体，对沸石载体进行一定的预处理后将Mn(NO3)2溶液通过真空浸渍到沸石载体中，制备出负载型臭氧催化剂。本发明专利技术提供一种酸性蓝染料污染废水的处理方法，采用上述的负载型臭氧催化剂，利用臭氧在碱性环境中的高氧化性，对酸性蓝染料污染废水进行处理。

Supported ozone catalyst, preparation method and application thereof and treatment method of acid blue dye polluted wastewater

The invention relates to the field of decolorization of printing and dyeing wastewater, in particular to a supported ozone catalyst, a preparation method and its application, and a treatment method for acid blue dye polluted wastewater. The present invention provides a preparation method of supported ozone catalyst. Zeolite with natural microporous structure and large specific surface area is used as a carrier, and Mn (NO3) 2 solution is impregnated into the zeolite carrier through vacuum after certain pretreatment of the zeolite carrier, and the supported ozone catalyst is prepared. The present invention provides a treatment method for acid blue dye polluted wastewater. The wastewater polluted by acid blue dye is treated by using the supported ozone catalyst and the high oxidation of ozone in alkaline environment.

【技术实现步骤摘要】
负载型臭氧催化剂、制备方法及其应用和酸性蓝染料污染废水的处理方法
本专利技术涉及印染废水脱色领域，具体而言，涉及一种负载型臭氧催化剂、制备方法及其应用和酸性蓝染料污染废水的处理方法。
技术介绍
印染行业或化工染料企业以染料为原料或产物，生产过程中造成的主要废水污染物是含有以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团(如-N＝N-、-N＝O-)及极性基团(如-SO3Na、-OH、-NH2)的化合物。印染废水脱色处理主要是脱除废水色度即染料分子和COD。酸性蓝是一种常用的印染化工原料，其分子式为C27H31N2NaO6S2，该染料为活性小分子染料，使用一般絮凝沉淀工艺无法去除，废水色度可高达4000倍以上，结构式如下：目前针对染料污染废水常使用的技术主要物理法和生物法。物理法中吸附法是最常用到的一种技术，是利用多孔性固体物质使废水中一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法，工业上常使用活性炭，这种方法对溶解性染料有效，但对胶体类大分子疏水性染料效率不高，且吸附后的活性炭需进行再利用或再处理，成本较高；絮凝沉淀法仅使用于去除呈胶体状态的染料，对小分子染料如酸性蓝无效果；电解法的脱色效果显著，产泥量少，处理时间短，但电耗和电极材料消耗较大，适宜小批量废水处置。生物处理法中，厌氧法的优点是应用范围广，能耗低，剩余污泥少，耐冲击负荷能力强，但设备的启动时间长，出水水质无法达标，活性污泥法是好氧生物处理的一种主要方法，利用活性污泥的吸附和氧化作用，去除废水中的有机污染物质。臭氧氧化性较强，在碱性环境下，臭氧氧化有机物主要以间接反应为主，即利用臭氧分解(或是其他的直接反应)产生的羟基自由基(OH)和污染物的反应，羟基自由基可以与水中大部分有机物(以及部分的无机物)发生反应，具有反应速率快、无选择性等特点。但反应后的水体含有较多细碎悬浮物，且pH较高，同时目前针对活性小分子染料特别是酸性蓝染料污染废水，缺乏一种染料去除率高，脱色效果显著，且易于工业化和大规模推广的催化剂。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种负载型臭氧催化剂的制备方法，以缓解现有技术中缺乏一种高效的臭氧催化剂的制备方法，负载型臭氧催化剂的性能差的技术问题。本专利技术的第二目的在于提供一种负载型臭氧催化剂，以缓解现有技术中臭氧催化剂对活性小分子染料污染废水处理效率低，脱色效果差的技术问题。本专利技术的第三目的在于提供上述负载型臭氧催化剂在用于活性小分子染料污染废水处理中的应用。本专利技术的第四目的在于提供一种酸性蓝染料污染废水的处理方法，以缓解现有技术中对酸性蓝染料污染废水的处理缺乏一种有效地方法。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供一种负载型臭氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：将Mn(NO3)2溶液真空浸渍到预处理后的沸石载体中，250-300℃干燥1-2min并焙烧，得到负载型臭氧催化剂。进一步地，所述Mn(NO3)2溶液中Mn(NO3)2的质量分数为8％-12％；优选地，所述Mn(NO3)2溶液与沸石载体的质量比为1:0.8-1.2。进一步地，所述预处理包括：将150-250目的沸石载体在双蒸水中反复冲洗，再用无水乙醇冲洗后120-130℃干燥，接着浸渍在浓氨水中22-36h，双蒸水反复冲洗后120-130℃再次干燥。进一步地，所述焙烧的条件包括：380-420℃下焙烧8-10h；优选地，所述真空浸渍的真空压力为2-4MPa。进一步地，所述真空浸渍的操作重复2-5次。本专利技术提供由上述制备方法制备得到的负载型臭氧催化剂。本专利技术又提供上述负载型臭氧催化剂在用于活性小分子染料污染废水处理中的应用。进一步地，所述活性小分子染料为酸性蓝。本专利技术最后提供一种酸性蓝染料污染废水的处理方法，包括以下步骤：向经过静置的酸性蓝染料污染废水加入1％-3％(w/v)的上述负载型臭氧催化剂，调节pH至9-11，通140-160L/h的臭氧进行氧化，氧化时间为3-10min。进一步地，所述臭氧的来源为氧气瓶连接臭氧发生器；优选地，通过微孔曝气装置向酸性蓝染料污染废水中通入臭氧；优选地，臭氧氧化结束后还包括将pH调节至中性，添加混凝剂进行絮凝沉淀的处理步骤；优选地，所述混凝剂包括聚合氯化铝和聚丙烯酰胺；优选地，所述絮凝沉淀的时间为6-10h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供一种负载型臭氧催化剂的制备方法，采用具有天然微孔结构、比表面积大的沸石作为载体，对沸石载体进行一定的预处理后将Mn(NO3)2溶液通过真空浸渍到沸石载体中，制备出负载型臭氧催化剂。在施加一定的浸渍压力时，可以使Mn(NO3)2溶液均匀分散在沸石载体的表面及孔道结构中形成活性组分均匀分布的负载型催化剂，同时也有一定的作用力使负载型氧化催化剂逐渐致密化，通过快速干燥稳固负载型催化剂的结构，防止活性组分受热不均而发生团聚。该制备方法操作简单，效率高，制备的负载型臭氧催化剂结构稳定，使用寿命长，催化效率高。本专利技术提供的负载型臭氧催化剂通过上述制备方法制备得到，该负载型臭氧催化剂结构稳定，活性组分分布均匀，可以重复利用使用寿命长，催化效率高，节省臭氧的用量，安全环保，对环境没有污染，成本低可以大规模使用。本专利技术提供一种酸性蓝染料污染废水的处理方法，采用上述的负载型臭氧催化剂，利用臭氧在碱性环境中的高氧化性，对酸性蓝染料污染废水进行处理。该处理方法对于活性小分子染料特别是酸性蓝染料污染废水的处理具有显著的效果，废水脱色效果显著，染料去除率高，成本低，且易于工业化和大规模推广，处理后的废水达到直接排放的标准。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。本专利技术提供一种负载型臭氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：将Mn(NO3)2溶液真空浸渍到预处理后的沸石载体中，250-300℃干燥1-2min并焙烧，得到负载型臭氧催化剂。本专利技术提供的制备方法，采用具有天然微孔结构、比表面积大的沸石作为载体，对沸石载体进行一定的预处理后将Mn(NO3)2溶液通过真空浸渍到沸石载体中，制备出负载型臭氧催化剂。在施加一定的浸渍压力时，可以使Mn(NO3)2溶液均匀分散在沸石载体的表面及孔道结构中形成活性组分均匀分布的负载型催化剂，同时也有一定的作用力使负载型氧化催化剂逐渐致密化，通过快速干燥稳固负载型催化剂的结构，防止活性组分受热不均而发生团聚。该制备方法操作简单，效率高，制备的负载型臭氧催化剂结构稳定，使用寿命长，催化效率高。需要说明的是，干燥的温度典型但非限制性的为250℃、270℃、290℃或300℃；干燥的时间典型但非限制性的为1min、1.5min或2min。在本专利技术一个优选地实施方式中，Mn(NO3)2溶液中Mn(NO3)2的质量分数为8％-12％。Mn(NO3)2的合理浓度可以保证负载型臭氧催化剂的性能，浓度过低浸渍效果差，需要多次重复浸渍过程，提高了操作成本；浓度过高会导致浸渍后的活性组分分布不均匀。Mn(NO3)2的质量分数典型但非限制性的为8％、9％、10％、11％或12％。在本专利技术一个优选地实施方式中，Mn(N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将Mn(NO3)2溶液真空浸渍到预处理后的沸石载体中，250‑300℃干燥1‑2min并焙烧，得到负载型臭氧催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种负载型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将Mn(NO3)2溶液真空浸渍到预处理后的沸石载体中，250-300℃干燥1-2min并焙烧，得到负载型臭氧催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Mn(NO3)2溶液的质量分数为8％-12％；优选地，所述Mn(NO3)2溶液与沸石载体的质量比为1:0.8-1.2。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预处理包括：将150-250目的沸石载体在双蒸水中反复冲洗，再用无水乙醇冲洗后120-130℃干燥，接着浸渍在浓氨水中22-36h，双蒸水反复冲洗后120-130℃再次干燥。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧的条件包括：380-420℃下焙烧8-10h；优选地，所述真空浸渍的真空压力为2-4MPa。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述真空浸渍...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗竹，赵越，甄胜利，吕正勇，闵玉涛，生贺，田相泽，
申请(专利权)人：北京高能时代环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11