一种多金属臭氧催化剂及其制备系统和方法技术方案

本申请的实施例提供了一种环境友好型多金属臭氧催化剂及其制备系统和方法，该方法包括：将金属盐进行溶解，从而得到混合液；将混合液加入到碱液中，从而生成含有沉淀的悬浮液；将悬浮液进行陈化

【技术实现步骤摘要】
一种多金属臭氧催化剂及其制备系统和方法


[0001]本申请的实施例涉及一种多金属臭氧催化剂及其制备系统和方法，更具体地，涉及一种环境友好型多金属臭氧催化剂和制备该环境友好型多金属臭氧催化剂的系统和方法
。

技术介绍

[0002]随着环保压力日益增大，工业废水处理已经成为企业发展道路上面临的最大问题
。
工业废水处理难度大
、
成分复杂
、
性质多变，难以通过单一的污水处理技术一次性实现达标排放
。
为了提高污水处理效率，通常采用高级氧化法对污水进行深度处理
。
高级氧化法具有使用范围广
、
氧化速度快
、
效率高等优点，在工业上广泛应用
。
高级氧化技术主要包括臭氧催化氧化技术
、
芬顿氧化技术
、
铁碳微电解氧化技术等
。
与芬顿
、
铁碳微电解相比，臭氧催化技术具有稳定性好，没有二次污染，无需外加药剂，无污泥产生，臭氧催化剂具有可再生
、
重复使用等优点
。
[0003]臭氧催化技术是利用臭氧催化剂的催化作用促使臭氧快速分解产生具有强氧化性的羟基自由基
(
氧化还原电位达到
2.8eV)
，羟基自由基对污染物无选择性，能够实现快速高效去除水中有机物的效果
。
具体地，臭氧催化剂主要分为两种，分别为均相催化剂和非均相催化剂
。/>均相催化剂能够与反应物同处一相，具有高活性和高选择性，但是其应用过程中存在严重的缺陷，稳定性差，不利于回收，同时可能对环境造成二次污染
。
非均相催化剂能够与反应物处于不同相，方便催化剂的回收
。
并且非均相催化剂应用简单，反应条件温和，广泛应用于废水处理领域
。
非均相催化剂目前主要的载体为
γ
‑
Al2O3、
陶粒
、
拉西环
、
活性炭等
。
主要的原料为硝酸盐
、
氯化盐或者硫酸盐
(
锰
、
铈
、
铁
、
铜
、
镍等
)。
主要的催化剂加工工艺主要包括浸渍法和粘结剂
‑
成型法
。
采用浸渍法制备催化剂，过程简单，但是在焙烧过程中，通常会有
NO
x
、SO2、HCl
等气体产生，腐蚀设备的同时还会造成环境的污染；同时过量的药剂废水多为重金属废水，直接排放会对人体造成极大影响；粘结剂
‑
成型法工艺中，同样存在
NO
x
、SO2、HCl
等气体的产生
。
可见，臭氧催化氧化技术中常规的臭氧催化剂存在活性低
、
稳定性差
、
寿命短等问题，并且在传统催化剂生产过程中，还带有废气
、
废水的产生，对环境造成了一定程度上的影响
。
[0004]针对上述问题，现有的技术对此进行了一些改进
。
例如，在中国专利申请的公开号为“CN112791732A”的现有技术中，公开了一种臭氧催化氧化催化剂及其制备方法与应用
。
臭氧催化氧化催化剂包括载体
、
活性组分及助剂；所述载体为
γ
‑
Al2O3，所述活性组分为
Co
的氧化物和选自
Mn、Ce、Cu、Ni、Fe
的氧化物中的一种或多种，所述助剂为
Ca
的氧化物
。
该现有技术还提供一种上述催化剂的制备方法
。
该现有技术与传统载体直接浸渍活性组分制成的催化剂相比具有载体与活性组分结合紧密
、
活性组分不易流失，催化活性高且催化性能稳定，使用寿命长等优点
。
适于处理高
COD
浓度
、
有机物组成复杂的工业废水
。
但该催化剂为粉末，不利于回收，且催化效率低下，不具备工业应用的条件
。
[0005]在中国专利申请的公开号为“CN114011426A”的现有技术中，公开了一种废水处理
臭氧氧化催化剂及其应用方法
。
催化剂兼具高效稳定的催化活性
、
优良的流体力学特性
、
丰富的孔结构
、
较高的机械强度，具有适宜的变价活性
、
吸附活性
、
催化臭氧分解活性和催化臭氧氧化降解活性，适用于鼓泡塔等反应器，可规模量产，处理实际废水有机污染物降解效率相比单独臭氧氧化或陶粒基催化剂大幅提升，还可用于强化络合态重金属臭氧氧化破络释放游离重金属，也可提高臭氧氧化将有机磷
、
次磷酸盐
、
亚磷酸盐等转化为正磷酸盐的效率，运行效果稳定，适合用于工业废水以及工业园区废水深度处理
。
但该催化剂催化效率较低
。
[0006]因此，需要提供一种新的臭氧催化氧化催化剂及其制备系统和方法以解决上述问题
。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本申请的实施例提供了一种环境友好型多金属臭氧催化剂和制备该环境友好型多金属臭氧催化剂的系统和方法
。
具体地，本申请的一些实施例提供了一种制备多金属臭氧催化剂的方法，包括：将金属盐进行溶解，从而得到混合液；将所述混合液加入到碱液中，从而生成含有沉淀的悬浮液；将所述悬浮液进行陈化
、
过滤，从而获得滤饼和滤液；对所述滤饼进行清洗
、
干燥研磨，从而得到类水滑石前驱体；以及将类水滑石前驱体进行成球焙烧，从而得到所述多金属臭氧催化剂
。
[0008]在一些实施例中，所述多金属臭氧催化剂为类水滑石铝基臭氧催化剂
。
[0009]在一些实施例中，该方法还包括：调节所述滤液的
pH
；将调节过
pH
的滤液进入保安过滤器；将所述保安过滤器的出水进入纳滤系统；将所述纳滤系统的纳滤浓缩液返回前驱体制备装置以用于制备所述类水滑石前驱体，并且将所述纳滤系统获得的产水进入反渗透系统；将所述反渗透系统中的淡水返回清洗装置进行回用，并且将所述反渗透系统获得的反渗透浓缩液通入均相电驱动膜装置进行电渗析分离处理分别得到第一盐液和第二盐液，其中，以质量浓度计，所述第一盐液的含盐量小于所述第二盐液的含盐量；将所述第一盐液回流至所述反渗透系统，并且将所述第二盐液进入双极膜装置进行双极膜分离处理，分别得到第三盐液
、
酸液和碱液；以及将第三盐液回流至所述均相电驱动膜装置，并且将所述酸液和所述碱液分别收集...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种制备多金属臭氧催化剂的方法，其特征在于，包括：将金属盐进行溶解，从而得到混合液；将所述混合液加入到碱液中，从而生成含有沉淀的悬浮液；将所述悬浮液进行陈化
、
过滤，从而获得滤饼和滤液；对所述滤饼进行清洗
、
干燥研磨，从而得到类水滑石前驱体；以及将类水滑石前驱体进行成球焙烧，从而得到所述多金属臭氧催化剂
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多金属臭氧催化剂为类水滑石铝基臭氧催化剂
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：调节所述滤液的
pH
；将调节过
pH
的滤液进入保安过滤器；将所述保安过滤器的出水进入纳滤系统；将所述纳滤系统的纳滤浓缩液返回前驱体制备装置以用于制备所述类水滑石前驱体，并且将所述纳滤系统获得的产水进入反渗透系统；将所述反渗透系统中的淡水返回清洗装置进行回用，并且将所述反渗透系统获得的反渗透浓缩液通入均相电驱动膜装置进行电渗析分离处理分别得到第一盐液和第二盐液，其中，以质量浓度计，所述第一盐液的含盐量小于所述第二盐液的含盐量；将所述第一盐液回流至所述反渗透系统，并且将所述第二盐液进入双极膜装置进行双极膜分离处理，分别得到第三盐液
、
酸液和碱液；以及将第三盐液回流至所述均相电驱动膜装置，并且将所述酸液和所述碱液分别收集
、
利用，从而进行回用
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属盐中的金属选自由锰
、
铈
、
铁
、
镍
、
钴
、
铜组成的组中，所述金属盐是硝酸盐
、
氯化盐
、
硫酸盐或者醋酸盐
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属盐为铁盐
、
锰盐
、
铈盐，并且所述铁盐
、
所述锰盐
、
所述铈盐的金属离子摩尔比为
2:1
～
2:1
～2，并且其中，所述混合液中的金属盐的总金属阳离子浓度在
0.6
‑
1mol/L
的范围内
。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠和碳酸钠混合液，其中，氢氧化钠的浓度为1～
1.5mol/L
，碳酸钠的浓度为
0.1
～
0.5mol/L
，其中，在将所述混合液加入到碱液中时，保持
pH
在
11
～
13
之间的范围内
。7.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陈化包括在
60
～
100℃
的恒温水浴下陈化
24
～
48h。8.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述干燥研磨中，在
100
～
110℃
下干燥
12
～
24h
，并且所述研磨将所述类水滑石前驱体研磨至
50
～
100
目范围内
。9.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述类水滑石前驱体进行所述成球焙烧包括：将所述类水滑石前驱体与成球物质按照质量比
1:20
‑
25
的比例混合，所述成球物质的粒径范围为
100
‑
200
目；喷入粘结剂，使混合的所述类水滑石前驱体与所述成球物质逐渐变成圆球，煅烧，从而得到多金属臭氧催化剂
。
10.
根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粘结剂选自由水
、
硅铝溶胶
、
铝溶胶
、
醋酸组成的组中
。11.
根据权利要求9所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨佳鑫，梁琪，赵磊，宁长宇，樊小境，严松，王飘扬，
申请(专利权)人：北京万邦达环保技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：