基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理工藝，利用復(fù)合氧化物為催化劑，并將復(fù)合氧化物噴固定在填料表面，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程高效，易操作分離的催化臭氧氧化過(guò)程。該工藝不僅極大提高了催化劑的利用效率，顯著提高催化臭氧氧化的效果，并且催化劑固定在填料表面，使得催化劑在保持高效性的同時(shí)可以方便與反應(yīng)體系分離。該工藝充分保證了催化劑的利用效率，同時(shí)使得催化劑更加適合應(yīng)用于催化臭氧氧化過(guò)程，減少了催化劑的損失，延長(zhǎng)催化劑的使用周期。
【專利說(shuō)明】
基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，屬于臭氧氧化水處理領(lǐng)域，涉及一種基于復(fù)合氧化物 的高效催化臭氧水處理工藝，具體涉及一種可以顯著提升催化臭氧氧化效率的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球人口膨脹和工業(yè)的迅猛發(fā)展，越來(lái)越多的水體受到了污染，目前研究人 員開發(fā)了超臨界水氧化法、光化學(xué)氧化法、臭氧氧化法和電化學(xué)氧化技術(shù)等高級(jí)氧化方法 來(lái)以徹底去除水體中的各類有機(jī)物，其中臭氧具有氧化能力強(qiáng)、殺菌效果良好，不會(huì)帶來(lái)水 體二次污染等優(yōu)點(diǎn)，得到了研究人員廣泛關(guān)注。
[0003] 臭氧氧化是一種完全綠色的水處理技術(shù)，它不會(huì)對(duì)水體造成二次污染，臭氧氧化 過(guò)程主要包括兩個(gè)方面:一是直接的臭氧反應(yīng)，二是間接催化反應(yīng)。普通臭氧氧化工藝是利 用臭氧直接氧化水中有機(jī)物，而催化臭氧氧化氧化技術(shù)是一種高級(jí)氧化技術(shù)，它是將臭氧 分解為羥基自由基，來(lái)深度降解水中的有機(jī)物，可以使有機(jī)物直接被氧化為二氧化碳和水 等非污染性產(chǎn)物，并且應(yīng)用范圍廣，可以無(wú)差別降解各類物質(zhì)，因此廣泛用于染料廢水，藥 物廢水等多種難降解廢水的處理。催化臭氧氧化工藝不僅可以提高臭氧的氧化電位，而且 可以降低臭氧的用量，因此催化臭氧氧化較傳統(tǒng)臭氧氧化而言，無(wú)論在催化能力還是催化 效率方面都有一個(gè)顯著的提高。
[0004] 目前，臭氧催化氧化的核心就是催化劑的設(shè)計(jì)和研發(fā)，這包括催化劑的種類以及 催化劑的使用方式。臭氧催化氧化使用的催化劑的活性組分一般為過(guò)渡金屬元素，類型主 要有過(guò)渡金屬氧化物、負(fù)載在載體上的過(guò)渡金屬及其氧化物，以Mn、Fe、Cu等過(guò)渡金屬元素 以及儲(chǔ)量較豐富的Ce稀土元素做為催化劑活性組分的研究較多;催化劑制備技術(shù)主要有溶 膠-凝膠納米技術(shù)、浸漬-焙燒法等，其催化性能主要受氧化物晶型、催化劑的孔結(jié)構(gòu)及其表 面化學(xué)性質(zhì)等因素影響。適合于催化臭氧氧化反應(yīng)的催化劑，不僅要有高效的臭氧催化活 性，而且要具有諸多適合臭氧反應(yīng)的特點(diǎn)，包括方便分離，穩(wěn)定性高，耐腐蝕氧化等。研究有 效的催化劑及其高效使用方式，提高污水處理效率，是本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有催化劑和反應(yīng)設(shè)備對(duì)臭氧催化氧化工藝技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基 于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理工藝，本發(fā)明所述工藝通過(guò)制備復(fù)合氧化物催化劑， 將催化劑通過(guò)熱噴涂法，噴涂在鈦鋼填料表面，將填料填充在臭氧反應(yīng)器內(nèi)，保證催化劑與 臭氧的充分接觸，使得臭氧可以被高效的分解為羥基自由基，同時(shí)減少了催化劑的損失，使 得催化劑可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持高活性。因此，本工藝可以滿足高效臭氧催化氧化反應(yīng)的 要求。
[0006] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種臭氧催化氧化水處理的復(fù)合氧化物催化劑。
[0007] 本發(fā)明的目的之二在于提供上述復(fù)合氧化物催化劑的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的目的之三在于提供基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理方法。
[0009] 本發(fā)明的目的還包括基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理系統(tǒng)。
[0010] 針對(duì)上述發(fā)明目的，具體的，本發(fā)明涉及以下技術(shù)方案：
[0011] 首先，本發(fā)明提供一種臭氧催化氧化水處理的復(fù)合氧化物催化劑，所述催化劑通 過(guò)如下過(guò)程制備:將氧化鋁、氧化鎂、碳酸鋇(質(zhì)量比為1:1:1)的粉末放入球磨機(jī)研磨混勻， 放入馬弗爐煅燒，冷卻后再利用球磨機(jī)研磨，截留100目~200目之間的顆粒。
[0012] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，煅燒溫度為800-1000 °C，煅燒時(shí)間為2-6h，更為優(yōu)選的，煅燒 溫度為900 °C，煅燒時(shí)間為4h。
[0013] 本發(fā)明所述復(fù)合氧化物催化劑，經(jīng)氧化物種類選取和優(yōu)化配比，復(fù)配成復(fù)合氧化 物催化劑，用于臭氧催化氧化水處理。現(xiàn)有的金屬臭氧氧化催化劑活性組分多以如鈦、銅、 鋅、鐵、鎳、錳等貴重金屬氧化物為主，成本較高，本發(fā)明通過(guò)復(fù)配獲得低成本、高效率的復(fù) 合氧化物催化劑，其可在較短時(shí)間內(nèi)有效的去除水中有機(jī)碳(TOC去除率57.69-93.99% )， 尤其適合城市中水的臭氧氧化水處理。其次，本發(fā)明所述的復(fù)合金屬氧化物催化劑試用范 圍更廣，對(duì)于多種水體(包括脫硫廢水、生活污水、工業(yè)廢水、城市中水等)均具有較高的TOC 去除率。此外，本發(fā)明所述的復(fù)合氧化物催化劑顆粒，其適用于噴涂于填料表面，氧化物種 類及顆粒目數(shù)的篩選，可以有效滿足熱噴涂的要求，而且所述催化劑噴涂后具有優(yōu)異的穩(wěn) 定性和耐氧化性，可以長(zhǎng)時(shí)間保持高催化活性，降低反應(yīng)運(yùn)行成本。
[0014] 其次，本發(fā)明提供上述復(fù)合氧化物催化劑用于臭氧催化氧化水處理中的應(yīng)用。
[0015] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，復(fù)合氧化物催化劑的應(yīng)用方式為，將催化劑通過(guò)熱噴涂法，噴 涂在填料表面，將填料填充在臭氧反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行水處理。
[0016] 所述填料優(yōu)選為金屬填料、陶瓷填料，最優(yōu)選的為金屬填料。
[0017] 更優(yōu)選的技術(shù)方案中，復(fù)合氧化物催化劑的應(yīng)用方式為，將催化劑通過(guò)熱噴涂法， 噴涂在鈦鋼拉西環(huán)填料表面，將填料填充在臭氧反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行水處理。優(yōu)選的，鈦鋼填料 材質(zhì)為316L，尺寸(直徑*高度*壁厚）為50*50*1.0(mm)，比表面積為110m 2/m3。
[0018] 本發(fā)明通過(guò)將復(fù)合氧化物催化劑噴涂于填料表面，其不同于負(fù)載型催化劑的方 式，填料(如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)填料等)開孔率高，空隙大，通量大，阻力小，其不但具有較大的 通過(guò)能力和較低的壓降，而且塔的傳質(zhì)分離效率也高，負(fù)載型催化劑雖然也多采用多孔材 料，但其氣液通過(guò)能力仍較低，且易堵塞，相對(duì)的制備和使用成本高;并且噴涂有催化劑的 填料相對(duì)于負(fù)載型催化劑更易制備也更容易分離，減少催化劑損耗。
[0019] 此外，本發(fā)明提供一種基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理方法，其特征在于， 包括如下步驟：
[0020] (1)催化劑制備:將氧化鋁、氧化鎂、碳酸鋇質(zhì)量比1:1:1的粉末放入球磨機(jī)研磨混 勻，放入馬弗爐煅燒，冷卻后再利用球磨機(jī)研磨，截留100目~200目之間的顆粒；
[0021] (2)催化劑固定:通過(guò)熱噴涂技術(shù)將催化劑顆粒噴涂在填料表面；
[0022] (3)催化臭氧氧化:將表面固定有催化劑的填料堆放入臭氧反應(yīng)器中，廢水由反應(yīng) 器廢水入口通入，進(jìn)行臭氧催化氧化；
[0023] (4)水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定:對(duì)處理后的廢水進(jìn)行總有機(jī)碳和總化學(xué)耗氧量等指標(biāo)的測(cè)定， 進(jìn)行水質(zhì)分析表征。
[0024] 本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中，步驟(1)中催化劑制備:將氧化鋁，氧化鎂，碳酸鋇質(zhì)量 比1: 1:1的粉末放入球磨機(jī)研磨混勻，放入馬弗爐800-1000°C煅燒2-6h，冷卻后再利用球磨 機(jī)研磨，截留100目~200目之間的顆粒。
[0025]本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中，步驟(2)中填料為金屬填料、陶瓷填料，優(yōu)選的為金屬 填料，更優(yōu)選的，填料為鈦鋼拉西環(huán)填料，優(yōu)選的，鈦鋼填料材質(zhì)為316L，尺寸(直徑*高度* 壁厚）為50*50*1 · 0(mm)，比表面積為IIOmVm3〇
[0026]優(yōu)選的方案中，步驟(2)中熱噴涂技術(shù)的工藝參數(shù)為:噴涂溫度設(shè)置為350_500°C， 噴涂壓力設(shè)置為0.6-0.8MPa，噴涂距離設(shè)置為15-25mm，送粉量設(shè)置為5-20g/min。
[0027] 優(yōu)選的方案中，步驟(2)中，在熱噴涂過(guò)程中將催化劑顆粒與100-120目的銅粉混 合后再進(jìn)行噴涂，銅粉質(zhì)量比為2-5 %。
[0028] 本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中，步驟(3)中，臭氧反應(yīng)器包括罐體、與罐體底部聯(lián)通的 廢水入口和臭氧入口、與罐體上部聯(lián)通的廢水出口和臭氧出口。
[0029] 所述臭氧反應(yīng)器優(yōu)選其罐體可從中部拆開，方便清洗和填料填裝;更為優(yōu)選的技 術(shù)方案中，臭氧反應(yīng)器罐體為鈦鋼制。
[0030]優(yōu)選的技術(shù)方案中，步驟(3)中，臭氧催化氧化工藝為:催化劑體積為2-5L，臭氧通 入流量為l_3L/min，臭氧濃度為40-60%，未反應(yīng)的臭氧在臭氧出口由二氧化錳分解后排 空，溢流的廢水由廢水出口進(jìn)入廢水儲(chǔ)罐，然后由栗經(jīng)廢水入口通入罐體進(jìn)行反應(yīng)。
[0031]進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理系統(tǒng)，包括臭氧 反應(yīng)罐，臭氧反應(yīng)罐內(nèi)填充有熱噴涂催化劑的填料層，所述催化劑通過(guò)如下過(guò)程制備:將氧 化鋁、氧化鎂、碳酸鋇(質(zhì)量比為1:1:1)的粉末放入球磨機(jī)研磨混勻，放入馬弗爐煅燒，冷卻 后再利用球磨機(jī)研磨，截留100目~200目之間的顆粒，催化劑通過(guò)熱噴涂技術(shù)將催化劑顆 粒噴涂在鈦鋼填料表面。優(yōu)選，鈦鋼填料為鈦鋼拉西環(huán)填料。
[0032]本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中，水處理系統(tǒng)還包括廢水儲(chǔ)罐、二氧化錳床層、臭氧發(fā)生 器、過(guò)濾裝置；
[0033] 臭氧反應(yīng)罐罐體底部包括廢水入口和臭氧入口、臭氧反應(yīng)罐罐體上部包括廢水出 口和臭氧出口，所述臭氧反應(yīng)罐可從中部拆開，方便清洗和填料填裝；
[0034] 廢水可經(jīng)過(guò)濾裝置過(guò)濾后由廢水入口進(jìn)入臭氧反應(yīng)罐，臭氧反應(yīng)罐內(nèi)溢流的廢水 由廢水出口進(jìn)入廢水儲(chǔ)罐，廢水儲(chǔ)罐的廢水可再經(jīng)廢水入口進(jìn)行臭氧反應(yīng)罐反應(yīng)循環(huán)處 理；
[0035] 臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧經(jīng)由臭氧入口進(jìn)入臭氧反應(yīng)罐;臭氧反應(yīng)罐中過(guò)量的臭氧 在臭氧出口處通過(guò)二氧化錳床層，使得臭氧分解后再排放。
[0036] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，取得了以下有益效果：
[0037] (1)本發(fā)明所述復(fù)合氧化物催化劑，成本低、效率高，適用性廣，除具有優(yōu)異的催化 活性之外，還具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和耐氧化性，可以長(zhǎng)時(shí)間保持高催化活性，降低反應(yīng)運(yùn)行成 本；
[0038] (2)本發(fā)明所述催化劑通過(guò)熱噴涂方式將固定在填料表面，為催化劑與臭氧的接 觸提供了極大的比表面積，同時(shí)催化劑固定在填料表面，在反應(yīng)結(jié)束后，易與反應(yīng)體系分 離，不會(huì)造成二次污染或者催化劑的損失；
[0039] (3)本發(fā)明所述催化劑制備過(guò)程無(wú)需用到極端條件或者難購(gòu)買試劑，催化劑制備 過(guò)程易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)噴涂過(guò)程簡(jiǎn)易，工藝過(guò)程規(guī)?？纱罂尚?，易于控制；
[0040] (4)本發(fā)明所述臭氧催化氧化工藝，對(duì)于各種類型的工業(yè)廢水具有良好的TOC去除 率，并且去除速率快，適用性廣；
[0041] (5)本發(fā)明所述高效催化臭氧水處理系統(tǒng)，適用性廣，成本低;對(duì)于污水處理運(yùn)行 效率高(通過(guò)罐體的設(shè)計(jì)以及催化劑熱噴涂方式固定在填料表面，可以有效的降低堵塞，提 高設(shè)備運(yùn)行效率）。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1本發(fā)明催化臭氧氧化裝置的設(shè)備示意圖
[0043] 圖中：1.臭氧反應(yīng)罐，2.噴涂催化劑的填料層，3.廢水儲(chǔ)罐，4.廢水入口，5.臭氧入 口，6.廢水出口，7.臭氧出口，8.二氧化錳床層，9.臭氧發(fā)生器，10.過(guò)濾裝置，11.罐體密封 □ 〇
【具體實(shí)施方式】
[0044] 本發(fā)明基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理工藝，包括如下步驟：
[0045] 1.催化劑制備:將氧化鋁，氧化鎂，碳酸鋇質(zhì)量比1: 1:1的粉末放入球磨機(jī)研磨混 勻，放入馬弗爐800-1000°C煅燒2-6h，冷卻后再利用球磨機(jī)研磨，截留100目~200目之間的 顆粒。
[0046] 2.催化劑固定:通過(guò)熱噴涂技術(shù)將催化劑顆粒噴涂在填料表面，噴涂溫度設(shè)置為 350-500°C，噴涂壓力設(shè)置為0 · 6-0 · 8MPa，噴涂距離設(shè)置為15-25mm，送粉量設(shè)置為5-20g/ min〇
[0047] 3.臭氧反應(yīng)器:臭氧反應(yīng)器由罐體和四個(gè)進(jìn)出口組成，罐體可從中部拆開，方便清 洗和填料填裝，臭氧反應(yīng)器為鈦鋼制。反應(yīng)器下部有兩個(gè)入口，分別用于通入臭氧和通入廢 水，反應(yīng)器上部有兩個(gè)出口，分別用于廢水溢流循環(huán)和臭氧排出。
[0048] 4.催化臭氧氧化:將表面固定有催化劑的鈦鋼填料堆放入臭氧反應(yīng)器中，催化劑 體積為2-5L，臭氧通入流量為l-3L/min，臭氧濃度為40-60%，未反應(yīng)的臭氧在臭氧出口由 二氧化錳分解后排空。廢水由蠕動(dòng)栗從反應(yīng)器底部廢水入口通入，溢流的廢水進(jìn)入廢水罐， 繼續(xù)由蠕動(dòng)栗通入臭氧反應(yīng)器。
[0049] 5.水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定:對(duì)處理后的廢水進(jìn)行總有機(jī)碳和總化學(xué)耗氧量等指標(biāo)的測(cè)定， 進(jìn)行水質(zhì)分析表征。
[0050] 下面根據(jù)事實(shí)例詳細(xì)描述本發(fā)明，本發(fā)明的實(shí)施效果如下所示。
[0051 ] 實(shí)施例1
[0052] 1.將氧化鋁，氧化鎂，碳酸鋇按質(zhì)量1: 1:1的粉末放入球磨機(jī)研磨混勻，放入馬弗 爐900°C煅燒4h，截留100目~200目之間的顆粒。通過(guò)熱噴涂工藝將催化劑顆粒噴涂在鈦鋼 拉西環(huán)填料表面(鈦鋼拉西環(huán)填料鈦鋼填料材質(zhì)為316L，尺寸(直徑*高度*壁厚）為50*50* I .〇(mm)，比表面積為IlOmVm3)，在熱噴涂過(guò)程中將催化劑顆粒與100-120目的銅粉混合后 再進(jìn)行噴涂，銅粉質(zhì)量比為2-5%，噴涂溫度設(shè)置為400°C，噴涂壓力設(shè)置為0.7MPa，噴涂距 離設(shè)置為20_，送粉量設(shè)置為10g/min。
[0053] 2.取自華電鄒縣電廠的脫硫廢水。將脫硫廢水導(dǎo)入臭氧反應(yīng)器內(nèi)，通入臭氧，臭氧 通入流量為2L/min，臭氧濃度為50%，未反應(yīng)的臭氧在臭氧出口由二氧化錳分解后排空。 [0054] 3.反應(yīng)時(shí)間設(shè)置為lh，在反應(yīng)結(jié)束后，對(duì)反應(yīng)后的水進(jìn)行分析，分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0055] 水質(zhì)測(cè)定：總有機(jī)碳測(cè)定實(shí)驗(yàn)利用TOC分析儀(0.1.Analytical Aurora 1088AS， 美國(guó)）進(jìn)行測(cè)試，將水樣通過(guò)〇.22μπι濾膜，儲(chǔ)存于進(jìn)樣瓶中，而后利用TOC分析儀對(duì)水樣進(jìn)行 分析，全程測(cè)試過(guò)程以高純氮為載氣，TOC分析儀所用試劑為超純水（mi Ili-Q AdvantageAlO超純水儀制備），過(guò)硫酸鈉溶液(10%，w/w)和磷酸溶液(5%，w/w)。
[0056] 表 1
[0058] 實(shí)施例2
[0059] 1.制備步驟同實(shí)施例1。
[0060] 2.取自華能嘉祥電廠的生活廢水。
[0061] 3.處理及分析過(guò)程同實(shí)施例1，水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
[0062] 表 2
[0064] 實(shí)施例3
[0065] 1.制備步驟同實(shí)施例1。
[0066] 2.取自華能嘉祥電廠的工業(yè)廢水。
[0067] 3.處理及分析過(guò)程同實(shí)施例1，水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。
[0068] 表 3
[0070] 實(shí)施例4
[0071] 1.制備步驟同實(shí)施例1。
[0072] 2.取自華能嘉祥電廠的脫硫廢水。
[0073] 3.處理及分析過(guò)程同實(shí)施例1，水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。
[0074] 表 4
[0076] 實(shí)施例5
[0077] 1.制備步驟同實(shí)施例1。
[0078] 2.取自華能嘉祥電廠的城市中水。
[0079] 3.處理及分析過(guò)程同實(shí)施例1，水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。
[0080]表 5
[0083] 實(shí)施例6
[0084] 表面固定有催化劑的填料的制備:將氧化鋁，氧化鎂，碳酸鋇的粉末放入球磨機(jī)研 磨混勻，放入馬弗爐950 °C煅燒4h，截留100目~200目之間的顆粒。通過(guò)熱噴涂工藝將催化 劑顆粒噴涂在鈦鋼鮑爾環(huán)填料表面(鈦鋼拉西環(huán)填料鈦鋼填料材質(zhì)為316L，尺寸(直徑*高 度*壁厚)為50*50*0.8(臟），比表面積為109111 2/1113)，噴涂溫度設(shè)置為450°(：，噴涂壓力設(shè)置為 0.8MPa，噴涂距離設(shè)置為20mm，送粉量設(shè)置為10g/min。
[0085] 本發(fā)明主要通過(guò)構(gòu)建基于復(fù)合氧化物為催化劑的催化臭氧氧化工藝，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多 種電廠廢水中有機(jī)物的快速去除，同時(shí)該復(fù)合氧化物催化劑具有抗腐蝕和抗氧化的特性， 避免催化劑對(duì)水體的二次污染。由于催化劑是負(fù)載在鈦鋼填料表面的，填料為催化劑與臭 氧的接觸提供了極大的比表面積，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)催化劑的固定化，減少了催化劑的損失，提 高了催化劑的使用壽命，方便催化劑與反應(yīng)體系分離，提高了催化劑的可重復(fù)利用性。因此 該工藝提出了一套新型高效的催化臭氧氧化模式，可以快速去除多種電廠廢水中的有機(jī) 物，因此該工藝具有廣闊的應(yīng)用前景，并且可以用于更多的水處理體系。
[0086] 上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和 權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種臭氧催化氧化水處理的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，所述催化劑通過(guò)如下 過(guò)程制備:將氧化鋁、氧化鎂、碳酸鋇質(zhì)量比為1:1:1的粉末放入球磨機(jī)研磨混勻，放入馬弗 爐煅燒，冷卻后再利用球磨機(jī)研磨，截留100目~200目之間的顆粒即得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于，催化劑制備中煅燒溫度為 800-1000 °C，煅燒時(shí)間為2-6h;優(yōu)選的，煅燒溫度為900 °C，煅燒時(shí)間為4h。3. 權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合氧化物催化劑在臭氧催化氧化水處理中的應(yīng)用。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，復(fù)合氧化物催化劑的應(yīng)用方式為，將催化 劑通過(guò)熱噴涂法，噴涂在填料表面，將填料填充在臭氧反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行水處理； 優(yōu)選的，復(fù)合氧化物催化劑的應(yīng)用方式為，將催化劑通過(guò)熱噴涂法，噴涂在鈦鋼填料表 面，將填料填充在臭氧反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行水處理。5. -種基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 催化劑制備:將氧化鋁、氧化鎂、碳酸鋇的粉末放入球磨機(jī)研磨混勻，放入馬弗爐煅 燒，冷卻后再利用球磨機(jī)研磨，截留100目~200目之間的顆粒； (2) 催化劑固定:通過(guò)熱噴涂技術(shù)將催化劑顆粒噴涂在填料表面； (3) 催化臭氧氧化:將表面固定有催化劑的填料堆放入臭氧反應(yīng)器中，廢水由反應(yīng)器廢 水入口通入，進(jìn)行臭氧催化氧化； (4) 水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定:對(duì)處理后的廢水進(jìn)行總有機(jī)碳和總化學(xué)耗氧量等指標(biāo)的測(cè)定，進(jìn)行 水質(zhì)分析表征。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述水處理方法，其特征在于，步驟（1)中催化劑制備：將氧化鋁，氧 化鎂，碳酸鋇質(zhì)量比1:1:1的粉末放入球磨機(jī)研磨混勾，放入馬弗爐800-1000°C煅燒2-6h， 冷卻后再利用球磨機(jī)研磨，截留100目~200目之間的顆粒。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述水處理方法，其特征在于，步驟(2)中填料選用鈦鋼填料，優(yōu)選鈦 鋼拉西環(huán)填料； 優(yōu)選的，步驟(2)中熱噴涂技術(shù)的工藝參數(shù)為:噴涂溫度設(shè)置為350-500°C，噴涂壓力設(shè) 置為0.6-0.8MPa，噴涂距離設(shè)置為15-25mm，送粉量設(shè)置為5-20g/min; 優(yōu)選的，步驟(2)中，在熱噴涂過(guò)程中將催化劑顆粒與100-120目的銅粉混合后再進(jìn)行 噴涂，銅粉質(zhì)量比為2-5 %。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述水處理方法，其特征在于，步驟(3)中，臭氧反應(yīng)器包括罐體、與 罐體底部聯(lián)通的廢水入口和臭氧入口、與罐體上部聯(lián)通的廢水出口和臭氧出口； 所述臭氧反應(yīng)器優(yōu)選其罐體可從中部拆開，方便清洗和填料填裝； 優(yōu)選的，步驟(3)中，臭氧催化氧化工藝為:催化劑體積為2-5L，臭氧通入流量為1-3L/ min，臭氧濃度為40-60 %，未反應(yīng)的臭氧在臭氧出口由二氧化錳分解后排空，溢流的廢水由 廢水出口進(jìn)入廢水儲(chǔ)罐，然后由栗經(jīng)廢水入口通入罐體進(jìn)行反應(yīng)。9. 一種基于復(fù)合氧化物的高效催化臭氧水處理系統(tǒng)，包括臭氧反應(yīng)罐，臭氧反應(yīng)罐內(nèi) 填充有噴涂催化劑的填料層，所述催化劑通過(guò)如下過(guò)程制備:將氧化鋁、氧化鎂、碳酸鋇質(zhì) 量比1:1:1的粉末放入球磨機(jī)研磨混勻，放入馬弗爐煅燒，冷卻后再利用球磨機(jī)研磨，截留 100目~200目之間的顆粒，催化劑通過(guò)熱噴涂技術(shù)將催化劑顆粒噴涂在鈦鋼拉西環(huán)填料表 面。10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述水處理系統(tǒng)，其特征在于，水處理系統(tǒng)還包括廢水儲(chǔ)罐、二氧化 錳床層、臭氧發(fā)生器、過(guò)濾裝置； 臭氧反應(yīng)罐罐體底部包括廢水入口和臭氧入口、臭氧反應(yīng)罐罐體上部包括廢水出口和 臭氧出口，所述臭氧反應(yīng)罐可從中部拆開，方便清洗和填料填裝； 廢水可經(jīng)過(guò)濾裝置過(guò)濾后由廢水入口進(jìn)入臭氧反應(yīng)罐，臭氧反應(yīng)罐內(nèi)溢流的廢水由廢 水出口進(jìn)入廢水儲(chǔ)罐，廢水儲(chǔ)罐的廢水可再經(jīng)廢水入口進(jìn)行臭氧反應(yīng)罐反應(yīng)循環(huán)處理； 臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧經(jīng)由臭氧入口進(jìn)入臭氧反應(yīng)罐;臭氧反應(yīng)罐中過(guò)量的臭氧在臭 氧出口處通過(guò)二氧化錳床層，使得臭氧分解后再排放。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK106006926SQ201610480670
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】吳中杰, 劉國(guó)強(qiáng), 許立國(guó), 張燕, 侯亞琴, 高堅(jiān), 李貴海
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司