[发明专利]一种微纳米臭氧催化载体及其在工业污水处理中的应用

说明书

本发明公开了一种微纳米臭氧催化载体，其通过以下步骤制备：S1、获取污泥原材料，去除明显的较大杂质；S2、污泥预处理，烘干后加入与污泥的重量比为1‑1.5:1的混合液，采用超声波处理1‑2h，静置反应24h，之后置于马弗炉，以500‑550℃热解10‑20h，得到活化污泥粉粒；S3、掺杂锰氧化物，添加KMnO₄溶液，采用超声波处理1‑2h，之后置于马弗炉，以500‑550℃热解10‑20h，得到负载氧化锰的污泥粉粒；S4、造孔。本发明的有益效果是：本发明利用市政污水处理厂的污泥作为原材料，变废为宝，而且相比传统的填料，提高了处理污水能力；利用造孔剂造孔，增加了臭氧催化氧化位点，提高了催化效率。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是一种微纳米臭氧催化载体及其在工业污水处理中的应用。

背景技术

工业废水泛指生产过程中产生的含有有毒物或有害物的排出水。相比生活污水，工业废水的成分非常复杂，浓度变化极大。而且工业废水随不同工业企业排放水也是千变万化，就是生产同种产品的类似工厂，由于生产手段不同，设备不同，在水量和水质浓度上也是有差异的。为了寻求治理方向上的规律性，通常把工业废水划分成有机的，无机的和化学的，在污染物形态上分为悬浮的，胶体的和溶解的。

工业废水早期的处理工艺为沉淀，上浮，生化，混凝，也包括化学氧化还原和电解氧化还原。

高级氧化法利用产生高活性中间体.OH，在工业废水处理中具有适用范围广反应速率快氧化能力强等特点。常见的高级氧化法包括：芬顿氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声波氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法。芬顿氧化法是指在pH 4-5的条件下利用Fe²⁺催化分解过氧化氢产生.OH降解污染物，且利用生成的Fe³⁺进一步混凝沉淀去除有机物。光催化氧化法是通过氧化剂在光的激发和催化剂的催化作用下产生的.OH氧化分解有机物。超声波氧化法是利用频率范围为16khz-1Mhz的超声波辐射溶液，使溶液产生超声空化，在溶液中形成局部高温高压和生成局部高浓度氧化物.OH和过氧化氢，达到降解有机物的目的。湿式氧化法是在高温(150-325℃，高压(0.5-20MPa)操作条件下，以氧气或空气作为氧化剂氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，生成二氧化碳和水。超临界水氧化法是以温度为374℃，压力为22.1MPa的超临界水作为反应介质，利用氧气或过氧化氢来氧化分解有机物。臭氧氧化法是利用臭氧在水中分解生成.OH，在污水消毒除色除臭去除有机物和COD方面有很好的效果。臭氧氧化法降解有机物具有速度快，条件温和，不产生二次污染，在水处理中应用广泛。

臭氧氧化法作为一种无毒无臭的绿色氧化法而具有别的氧化技术不具备的优势。专利CN105983402A公开了一种臭氧催化剂的制备方法及臭氧催化剂。该催化剂主要包括：粉煤灰，水泥和催化剂粉末混合形成混合原料，球磨之后加入水泥发泡剂，形成孔隙发达的催化剂。专利CN105381804A公开了一种臭氧催化剂及其制备方法。该催化剂主要包括：锰砂滤料，粘合剂，胶溶剂，扩孔剂，经过磨粉-混合-捏合-挤压成型-干燥焙烧等一系列工艺，最终形成臭氧氧化催化剂。专利CN106040252A公开了一种臭氧氧化催化剂的制备方法。该催化剂主要包括粘土，铝矾土，铁矿石，淀粉，甲基纤维素等经研磨焙烧形成。专利CN104646020A公开了一种臭氧催化剂及制备方法。该催化剂包括改性活性炭载体，铁氧化物和锰氧化物，烘干制的。以上专利所报道的催化剂的生物挂膜性不佳，其次，有些原材料价格昂贵，比如活性炭。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种微纳米臭氧催化载体及其在工业污水处理中的应用。该载体原材料便宜，制备工艺简单，挂膜性能良好。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种微纳米臭氧催化载体，其通过以下步骤制备：

S1、获取污泥原材料，去除明显的较大杂质；