[发明专利]一种处理炼油废水臭氧催化氧化催化剂的制法

说明书

技术领域：

本发明涉及催化剂制造领域，是一种处理炼油废水臭氧催化氧化催化剂的制法，旨在提供一种制备工艺简单、操作方便、绿色环保、经济性好的高活性的臭氧催化氧化催化剂的生产方法。本发明的催化剂主要用于臭氧催化氧化法高效去除炼油废水中的有机污染物。

发明背景：

炼油废水是原油炼制与加工过程中产生的一类废水。近年来，随着产能的不断增加，企业的高浓度有机废水的排放量不断增加，同时国家将外排废水的水质COD指标从≤100mg/L提高到≤60mg/L，这些都使废水处理装置的压力不断加大。

炼油废水的处理方法包括油水分离、物化过滤、生物处理等步骤。经过上述处理后的废水还含有大量的悬浮物质、油类、COD的值也较高，若直接排放水体，不可避免给水体带来污染，而且还会造成水资源的极大浪费。在淡水资源日益短缺的今天，必须对其进行深度处理，使其能够达标排放或回用。

臭氧催化氧化技术是近年发展起来的一种在常温常压下降解那些难以被臭氧单独氧化的有机物的高级氧化技术，能将难分解的醇、酮、有机酸和酯类物质继续氧化分解，对有机污染物氧化更加彻底，去除效率高。目前在废水处理方面有广泛的应用，取得了较好的去除效果。其中，研制和开发工艺简单、绿色环保、廉价的非均相催化剂是臭氧催化氧化的工艺实施的核心技术。

清华大学的专利[CN1785511A]公开了一种Ru/Al₂O₃臭氧催化氧化催化剂，采用等体积浸渍法将RuCl₃溶液和Al₂O₃载体等体积混合，在摇床中浸渍，再经过干燥、微波加热等步骤得到成品催化剂。该催化剂对酚类物质、小分子酸类物质都具有很好的去除效果。但该法选用贵金属作为活性组分，成本太高，且微波加热的方式工业化困难。上海交通大学的专利[101411983A]提供了一种三元金属催化剂，以Al₂O₃为载体，经过预处理后，等体积浸渍于由La、Ni、Co硝酸盐共同组成的溶液中，浸渍完成后干燥、焙烧后得到成品催化剂。该催化剂制备工艺比较简单，且不涉及昂贵的贵金属材料。但是该法采用金属硝酸盐的溶液作为浸渍液，在焙烧过程会产生大量的氮氧化物，环境污染严重。

α-FeOOH和α-Fe₂O₃作为无机功能材料，因其具有独特的一维纳米结构，在催化、光学、电学等方面具有优越的性质，尤其是在水处理领域，日益受到人们的广泛关注。α-FeOOH和α-Fe₂O₃具有更多的表面羟基基团和更强的表面羟基化程度，在水中能够促进臭氧分解成更多具有强氧化能力的羟基自由基，可以有效氧化水中的难氧化有机物，是一种适合于废水处理的催化剂。中国专利[CN200910032171.1]提出，以双氧水和硫酸亚铁为原料，采用绿色简便水热法得到了高比表面的α-FeOOH和α-Fe₂O₃催化剂，该纳米材料对臭氧化降解水中苯酚显示了优异的催化性能。但直接以FeOOH粉末为催化剂比表面积较小，活性差，并且使用过程中催化剂与废水分离困难，操作工艺繁琐。

中国专利[CN20040013597.X]采用FeOOH为活性组分的负载型催化剂催化臭氧化的水处理工艺，具有催化效率高和金属离子溶出非常微弱的优点，并且成本低廉。但是该催化剂采用浸渍法制备，活性组分的负载不可避免的导致催化剂的比表面积和孔容损失，影响了催化剂的吸附、催化性能，同时催化剂制备过程复杂。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种用于臭氧催化氧化去除炼油废水中有机污染物的大比表面积催化剂的简单、环保的制备方法。该催化剂具有制备过程简单，催化剂比表面积大，催化活性高等特点，本催化剂主要用于炼油废水中的难降解的有机污染物的去除。处理后的废水无需再进行其他处理，可以直接排放。

本发明为一种处理炼油废水臭氧催化氧化催化剂的制法，其特征在于：

将无定形氧化铝与羟基氧化铁粉末按干基重量100∶1～30比例混合，经滚动造粒、养护、烘干、焙烧等步骤制成成品催化剂；具体包括以下几个步骤：

(a)将无定形氧化铝与羟基氧化铁粉末混合均匀；

(b)将步骤(a)所得混合物放入转动造粒机，喷入粘结剂进行滚动造粒，粘结剂可选用水、硅溶胶、铝溶胶中的一种或其混合物，以溶液或胶体形式雾化喷入，粘结剂喷入的量为无定形氧化铝总质量的2～50％；控制造粒的直径为1～8mm；