[发明专利]一种臭氧异相催化氧化废水中COD的方法及装置

权利要求书

1.一种臭氧异相催化氧化废水中COD的装置，其特征在于：具体为一种废水氧化塔，塔体内部由上到下依次为布水设备、固体催化剂层和布气设备；

塔顶设有混合液入口，混合液入口连接废水进水管和双氧水进水管；

塔底设有臭氧和氧气的混合气体入口；

所述布水设备的塔壁外侧设置氧气出口，所述固体催化剂层的塔壁外侧设置产水出口；

其中，固体催化剂的活性组分为铝，以及铁、锰和铈三者之一；

所述的固体催化剂的制备方法为：

1）将钛硅分子筛TS-1制成直径5～10mm的小球，在70～120℃烘干，然后500℃焙烧1h，得到载体；

2）以铝盐，以及铁盐、锰盐和铈盐三者之一为活性成分的前躯体，溶解于去离子水中，得浸渍液，其中，铝的质量百分含量为15%；铁、锰或铈的质量百分含量为12%；

3）将载体转入浸渍液中，采用浸渍法浸渍活性成分，浸渍1～4h之后，在70～120℃烘干，然后在500℃下焙烧6h，得到固体催化剂。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述固体催化剂层，由上到下依次为催化剂固定层1，催化剂层和催化剂固定层2。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：步骤（1）中，所述固体催化剂，是以钛硅分子筛TS-1为载体，负载的铝的质量分数为15%，负载的铁、锰或铈的质量分数为12%。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：步骤2）中，铝盐为硝酸铝或醋酸铝，铁盐为硝酸铁或醋酸铁，锰盐为硝酸锰或醋酸锰，铈盐为硝酸铈或醋酸铈。

5.一种权利要求1-4任一项所述的装置用于臭氧异相催化氧化废水中COD的方法，其特征在于，步骤包括：

（1）将废水和双氧水混合后由塔顶进入氧化塔上部，混合液经布水设备分布均匀后进入固体催化剂层；臭氧和氧气的混合气体由塔底进入氧化塔下部，经布气设备分布均匀后进入固体催化剂层；

（2）臭氧在固体催化剂表面与双氧水反应分解为羟基自由基，羟基自由基将流入固体催化剂层的混合液中的COD氧化为二氧化碳和水，经氧化处理后的废水由产水出口出水。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，双氧水中的过氧化氢在废水中的摩尔浓度与进入氧化塔下部的臭氧的摩尔浓度比为1：1～1.5；双氧水中过氧化氢质量浓度为27.5%。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，臭氧与废水中COD的质量比为0.5：1～1.5。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，混合液流经固体催化剂层的停留时间为0.1～2 h。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，塔体中，固体催化剂的使用量为0.2～2 g/L。