[发明专利]一种催化臭氧氧化处理反渗透浓水的方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术和环境催化技术领域，具体涉及一种以花生壳活性炭负载金属离子为催化剂臭氧氧化反渗透浓水的方法。

背景技术

反渗透技术具有出水水质好、回收率高等特点已被成功应用于工业污水回用。在炼化企业中，工业废水经处理后进入反渗透工艺装置，硬度离子和有机物得到较大程度的去除，其出水可直接回用于锅炉。但是，反渗透工艺产生大量的浓水，其中不仅盐度高，还含有较高浓度的有毒有害有机物，其直接排放不仅浪费水资源，还会造成生态环境的严重污染。因此，不管是回流至反渗透进水中继续处理还是提高反渗透收水率后直接排放，反渗透浓水都需要进行有机物的深度处理。

臭氧氧化在常温常压下反应，操作方便、氧化能力强，在有机污染物的氧化降解方面应用前景广阔。由于单独臭氧氧化效率不高，与催化技术连用的催化臭氧氧化工艺备受关注，其中关键是高效催化剂的开发。近年来，以固体催化剂表面为活性中心的多相催化因其可以多次使用、避免二次污染而成为催化臭氧氧化领域的发展趋势。

活性炭具有发达的空隙结构、巨大的比表面积和表面非极性的化学特征，以活性炭为载体有助于改善催化剂和污染物之间的传质。花生壳粉作为一种农业废弃物，经常被用于制备炭化材料来吸附重金属和有机污染物如酚、染料等，但目前为止，以花生壳活性炭为载体的催化剂用于臭氧氧化处理废水，特别是反渗透浓水方面，尚未见任何报道。

发明内容

本发明的目的是提供的一种催化臭氧氧化处理反渗透浓水的方法，将花生壳活性炭负载金属离子加入到含反渗透浓水的臭氧氧化污水处理体系中，促进浓水中有机污染物的降解；其中，所述花生壳活性炭负载过渡金属离子作为催化剂，过渡金属离子在催化剂中的质量百分比浓度为0.1-10%，其用量为0.01-10g/L。

本发明提供的一种催化臭氧氧化处理反渗透浓水的方法，其包括以下步骤：

（1）花生壳活性炭的制备：将洗净、烘干的花生壳粉碎过筛，制得花生壳粉；将花生壳粉与60%磷酸溶液以固液g/g比1:1-1:3浸渍8-24h，再将料液移至坩埚于马弗炉中在500～600℃下活化1～5h，冷却后用1%盐酸溶液洗涤，再用去离子水将其洗至pH=7，置于烘箱中于105℃烘干至恒重，经过研磨或球磨粉碎后过筛；

（2）催化剂的制备：将花生壳活性炭分别浸渍于质量浓度为0.1-10%的过渡金属离子溶液中，固液g/g比为1:1-1:10，摇床振荡12-24h，过滤后置于烘箱中105℃烘干，烘干后的样品在马弗炉中400-500℃焙烧2-6h，经过研磨或球磨粉碎后过筛，得到所述催化剂；

（3）将花生壳活性炭负载金属离子加入到含反渗透浓水的臭氧氧化污水处理体系中，臭氧氧化污水处理温度为5-35℃；加入量为0.01-10g/L；

（4）催化剂的回收：臭氧处理完毕，通过静置、离心或过滤，将花生壳活性炭负载金属离子催化剂分离出来，用于下一次的催化过程。

在本发明的实施过程中，优选地，花生壳粉、花生壳活性炭以及制备的催化剂在粉碎后可以通过100目的筛子过筛。

发明的效果

本发明的有益效果：采用花生壳活性炭负载金属离子作为催化剂后，在相同的臭氧投加量下，对污水中有机污染物的降解速率有所加快，矿化程度显著提高。具体提高程度与催化剂中过渡金属种类、催化剂的量以及反应条件（包括温度、搅拌速率、污染物浓度、臭氧投加量、污水pH值等）有关。

本发明具有以下技术优势：（1）花生壳活性炭作为催化剂的载体成本低廉、制备方法简单，孔道丰富，比表面积大，且表面活性基团多，对污水中的有机污染物具有较强的吸附、催化作用；（2）花生壳活性炭负载过渡金属离子后在催化臭氧化条件下具有较好的稳定性，重复使用多次，催化效果能够得到较好的保持。

附图说明

图1实施例1所得花生壳活性炭扫描电镜结果，a为商用活性炭；b为花生壳活性炭。

图2实施例3随pH变化COD去除率变化曲线，a为单独臭氧氧化（无催化剂），b为花生壳活性炭负载铜离子催化臭氧氧化。

图3实施例4随臭氧氧化时间COD去除率变化曲线，a为单独臭氧氧化（无催化剂），b为花生壳活性炭负载铜离子催化臭氧氧化。

图4实施例5花生壳活性炭负载金属离子催化剂的多次使用效果。

具体实施方式

本发明以处理反渗透浓水为例，来说明其催化效果与实施方式，但本发明的范围不限于此。

实施例1