基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于活性γ‑氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，所述基于活性γ‑氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂为活性γ‑氧化铝球负载的金属氧化物，其中，所述金属氧化物为铁氧化物、铜氧化物、钌氧化物、铈氧化物、钴氧化物、锰氧化物、镍氧化物中的至少一种。

Catalyst for ozonation based on activated gamma-alumina sphere carrier and its preparation method

The invention provides an ozonation catalyst based on an active gamma alumina sphere carrier. The ozonation catalyst based on an active gamma alumina sphere carrier is a metal oxide supported on an active gamma alumina sphere, in which the metal oxide is from iron oxide, copper oxide, ruthenium oxide, cerium oxide, cobalt oxide, manganese oxide and nickel oxide. One less.

【技术实现步骤摘要】
基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂及其制备方法
本专利技术属于臭氧催化氧化
，尤其涉及一种基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着工业的发展，越来越多的工业废水进入污水管网，同时以工业废水为主的城市污水处理厂及工业园区的污水处理厂越来越多。随着环保形势越来越严峻，对城市污水处理厂的出水水质要求越来越严格。常规污水处理厂二级处理中，生化处理已经去除了大部分可生化降解的COD，剩下的主要为可溶性不可降解有机物(nbsCOD)，而随着一级A标准的全面落实，甚至部分经济发达地区正在逐步实施类地表四标准，COD要求不高于30mg/L。对出水COD的标准越来越高，nbsCOD给出水达标带来的困难越来越大，对此正有越来越多的污水厂增加深度处理单元，深度处理单元如何实现nbsCOD经济而稳定的去除成为一个亟需解决的问题。高级氧化技术作为深度处理污水中nbsCOD的关键工艺之一势在必行，常规的高级氧化技术主要有臭氧氧化、芬顿反应、湿式催化氧化等。现有的芬顿法、湿式催化氧化技术，虽然一定程度上能提高污水处理效果，然而却存在加药量大、运行成本高、存在二次污染、操作麻烦等缺点。此外，芬顿反应存在劳动强度大、处理成本高、污泥多、腐蚀性大等诸多缺点，且对于低浓度COD处理效果差(出水COD较难达到50mg/L以下)，在低成本的要求下，高强度的高级氧化技术无法做到，比如芬顿、湿式催化氧化、超临界等。特别是当-水中nbsCOD的浓度过高时，芬顿法、加药法等高级氧化技术很难实现30mg/L以下的COD指标。臭氧氧化由于具有操作简单、无药剂添加、无二次污染、无污泥产生等优点而受到水污研究者的青睐，其市场需要旺盛。臭氧氧化法作为有效的深度处理技术，能进一步去除有机物，满足日益严格的出水排放标准。但也面临着一些问题。首先，臭氧在水中溶解度较低，如何有效地使臭氧溶于水，提高臭氧利用效率已经成为该技术研究的热点；其次，研究臭氧与其它技术的联合使用，并能够研制出催化效果好、寿命长、重复利用率高的催化剂；再次，由于臭氧产生效率较低，耗能大，研究高效低能耗的臭氧发生装置也成为当前要解决的关键问题之一。为此正有越来越多的污水厂增加深度处理单元，深度处理单元如何实现nbsCOD的经济而稳定去除成为一个亟需解决的问题，高级氧化技术作为深度处理的关键工艺之一势在必行，也是目前该
研究发展的趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂及其制备方法，旨在解决现有基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂难以对nbsCOD进行催化氧化，进而难以在污水处理过程中高效实现COD低于30mg/L的问题。本专利技术是这样实现的，一种基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂为活性γ-氧化铝球负载的金属氧化物，其中，所述金属氧化物为铁氧化物、铜氧化物、钌氧化物、铈氧化物、钴氧化物、锰氧化物、镍氧化物中的至少一种。以及，一种基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：提供活性γ-氧化铝球，清洗后干燥处理，测试干燥后的活性γ-氧化铝球的吸水率；将所述活性γ-氧化铝球置于容器中，采用等体积浸渍法加入金属氧化物的前驱体溶液，吸附金属氧化物前驱体后干燥处理；将吸附有金属氧化物前驱体的活性γ-氧化铝球放入加热装置中，在250-600℃条件下保温煅烧2-8小时，老化处理后得到基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂。本专利技术提供的基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，采用活性γ-氧化铝球负载铁氧化物、铜氧化物、钌氧化物、铈氧化物、钴氧化物、锰氧化物、镍氧化物中的至少一种。用于工业污水的臭氧催化氧化时，能够高效去除污水中的nbsCOD，臭氧催化氧化60min，nbsCOD的去除率可高达75％，比臭氧接触氧化的COD去除率高30％以上。此外，在同等催化效率的条件下，本专利技术提供的基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，价格比目前市场上主流厂家的催化剂平均价格低达50％以上；在臭氧高级氧化装备中采用本专利技术臭氧氧化催化剂，在去除效率相同的条件下，可以减少臭氧投放量，运行成本降低10％以上。本专利技术提供的基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂的制备方法，方法简单易控，且得到的臭氧氧化催化剂催化效果好，nbsCOD的去除率可高达75％。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂为活性γ-氧化铝球负载的金属氧化物，其中，所述金属氧化物为铁氧化物、铜氧化物、钌氧化物、铈氧化物、钴氧化物、锰氧化物、镍氧化物中的至少一种。本专利技术实施例中，所述活性γ-氧化铝球作为催化剂载体，用于负载发挥催化作用的金属氧化物，具有多孔、比表面积大、机械强度大、吸湿性强、且吸水后不胀不裂保持原状的优点。优选的，所述活性γ-氧化铝球的直径为4-6mm，比表面积为200-300m2/g。优选的活性γ-氧化铝球，具有合适的直径和比表面积，因此，能够在保证颗粒强度的前提下，提供合适的金属氧化物的负载容量，有利于臭氧氧化催化剂稳定、均匀地去除污水中的nbsCOD，提高COD去除率；同时，由于金属氧化物在所述活性γ-氧化铝球的空隙表面均匀分散，因此可以降低催化剂的使用量，进而降低成本。此外，优选的活性γ-氧化铝球使用后可以回收利用。本专利技术实施例中，所述金属氧化物的负载量对去除污水中的nbsCOD有一定的影响。优选的，以所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂的质量为100％计，所述金属氧化物的负载量为1-10％，此时得到的臭氧氧化催化剂对nbsCOD具有较佳的去除效果。若所述金属氧化物的负载量过低，则催化剂的相对含量较低，去除nbsCOD的效果相对较差，COD去除率降低；若所述金属氧化物的负载量过高，容易造成金属烧结、孔道堵塞，从而降低催化活性，影响nbsCOD的去除。本专利技术实施例提供的臭氧氧化催化剂中，能够去除nbsCOD的金属氧化物包括活性γ-氧化铝球负载的金属氧化物，其中，所述金属氧化物为铁氧化物、铜氧化物、钌氧化物、铈氧化物、钴氧化物、锰氧化物、镍氧化物中的至少一种。具体的，所述铁氧化物优选三氧化二铁，所述锰氧化物优选二氧化锰。作为一个具体优选实施例，所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂为活性γ-氧化铝球负载的三氧化二铁，且以所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂的质量为100％计，所述三氧化二铁的负载量为3％。该优选的臭氧氧化催化剂，能高效去除污水中nbsCOD，臭氧催化氧化60min，nbsCOD的去除率达80％以上，比平行条件下的空白对照提高35％。作为另一个具体优选实施例，所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂为活性γ-氧化铝球负载的二氧化锰，且以所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂的质量为100％计，所述二氧化锰的负载量为5％。该优选的臭氧氧化催化剂，能高效去除污水中nbsCOD，臭氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于活性γ‑氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，其特征在于，所述基于活性γ‑氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂为活性γ‑氧化铝球负载的金属氧化物，其中，所述金属氧化物为铁氧化物、铜氧化物、钌氧化物、铈氧化物、钴氧化物、锰氧化物、镍氧化物中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，其特征在于，所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂为活性γ-氧化铝球负载的金属氧化物，其中，所述金属氧化物为铁氧化物、铜氧化物、钌氧化物、铈氧化物、钴氧化物、锰氧化物、镍氧化物中的至少一种。2.如权利要求1所述的基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，其特征在于，所述活性γ-氧化铝球的直径为4-6mm，比表面积为200-300m2/g。3.如权利要求1所述的基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，其特征在于，以所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂的质量为100％计，所述金属氧化物的负载量为1-10％。4.如权利要求1-3任一项所述的基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，其特征在于，所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂为活性γ-氧化铝球负载的三氧化二铁，且以所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂的质量为100％计，所述三氧化二铁的负载量为3％。5.如权利要求1-3任一项所述的基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂，其特征在于，所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂为活性γ-氧化铝球负载的二氧化锰，且以所述基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂的质量为100％计，所述二氧化锰的负载量为5％。6.一种基于活性γ-氧化铝球载体的臭氧氧化催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供活性γ-氧化铝球，清洗后干燥处理，测试干燥后的活性γ-氧化铝球的吸水率；将所述活性γ-氧化铝球置于容器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：石伟，蒋延梅，刘爱宝，荣颖慧，刘晓静，王冠平，杜庆洋，
申请(专利权)人：光大水务深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44