[发明专利]用于印染废水的整体式臭氧催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染综合治理技术领域，特别是涉及一种用于印染废水的整体式臭氧催化剂及其制备方法。

背景技术

印染废水是随着近年来印染行业的快速发展而出现的，由于染整的整个过程中都需要大量的水用于输送、洗涤、分散物料及冷却设备等等，因此产生的废水量很大，一般可达印染企业用水量的70％~90％。据统计，2010年在全国各工业行业中，纺织印染行业废水排放量为12.75吨，居全国工业废水排放量的第五位，约占全国工业废水排放量的6％。据有关资料显示，太湖流域工业废水化学需氧量（CODcr）排放量中约30%来源于纺织印染行业。印染废水的污染问题已成为广泛关注的社会问题。

印染废水具有废水量大、颜色深，废水中污染物成分复杂，水质变化大的特点，一般含有染料、洗涤剂、软化剂等多种有机和无机污染物。印染行业废水普遍采用的传统物化和生化联合处理工艺，出水水质很难达到回用的标准。常用的处理技术中，活性炭吸附处理成本高，而且再生困难；膜分离技术一次性投资大，技术难度大，膜系统清洗困难，反冲洗水量大，运行成本高，日常操作复杂，运行和维护费用高；光催化降解速度快，不产生二次污染，但是氧化钛光催化剂需利用紫外光作为能量能耗高，同时光催化剂回收率低，都限制了光催化氧化法在污染物处理中的应用；电解法或等离子体催化氧化等工艺又存在能耗高，运行不稳定，工程化应用困难以及与传统工艺难于结合等问题。近年来，因臭氧具有很强的氧化能力，在环境保护和化工等方面被广泛应用。印染废水往往含有重氮、偶氮或带苯环的环状化合物等发色基团，臭氧氧化能使染料发色基团的双价键断裂，同时破坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物，从而使废水脱色。采用臭氧催化氧化法处理这类废水，具有降解速度快，流程简单，不产生二次污染的优点，近年来得到了较大发展。但也存在能耗高、臭氧利用率低、催化剂活性较低及催化剂回收再利用困难等问题。

发明内容

为了克服上述处理方法的的不足，提供一种用于印染废水的整体式臭氧催化剂及其制备方法。 

一种用于印染废水的整体式臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

（1）按照净化材料组成将过渡金属和稀土金属硝酸盐溶解于分子量10000的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，搅拌过程中逐滴加入氨水，静置2～6 小时后，将分子筛混合于溶胶中继续搅拌使其均匀分散，经过滤、洗涤、干燥后，在马弗炉中250～450℃焙烧2～4 小时即得纳米过渡金属和稀土金属氧化物改性的分子筛；

（2）将改性后的分子筛粉末与拟薄水铝石、丙三醇、去离子水混合后，搅拌，用硝酸调节浆料pH值为2.5～4，制得涂层浆料，浆料粘度为0.85～9.5 mPa·s；

（3）将堇青石蜂窝陶瓷载体浸渍于浆料中1～10分钟，取出后用高压空气吹扫孔道内多余的浆料，120℃烘干1～8小时；烘干后的样品置于焙烧炉中空气气氛下500～600℃焙烧2～6小时，即得该整体式催化剂。

所述的分子筛为5A、13X中的一种。

所述的过渡金属为铜、锰、钴、铬、铁中的一种或其组合。

所述的稀土金属为镧、铈中的一种或其组合。

一种用于印染废水的整体式臭氧催化剂，根据上述任一所述方法制备得到。

所述催化剂的质量百分比组分为20～80%的经过渡金属和稀土金属氧化物改性的分子筛，18～78%的γ～Al₂O₃，2%的丙三醇；所述改性分子筛中纳米过渡金属氧化物的含量为分子筛重量的1～4%，稀土金属氧化物的含量为分子筛重量的1～4%。

本发明提供的用于印染废水的整体式臭氧催化剂填充在长宽高都是100mm的正方体密封容器中，以20~100 mL/min的流速连续通入印染废水，以20~50 mg/L的流速通入臭氧，保持印染废水在容器中的水力停留时间10～60分钟，反应稳定后，测定进出口印染废水的色度和CODcr，脱色率大于98%，CODcr去除率大于90%。

该催化剂具有催化效率高、成本低、制备工艺简单等特点，并且相对散粉状或者颗粒状的催化剂回收利用方便，更适应于废水处理的连续流程。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：