[发明专利]一种利用臭氧催化湿式氧化处理废水的方法

说明书

本发明公开了一种利用臭氧催化湿式氧化处理废水的方法，所述方法为有机废水与臭氧进入反应器进行反应，按照与有机废水的接触顺序，所述反应器内依次装填有催化剂A和催化剂B，其中，催化剂A为过渡金属或贵金属负载型催化剂；催化剂B包括复合载体和活性金属组分，以贵金属为活性金属组分，复合载体包括活性炭和碱式碳酸盐。本发明方法不仅COD脱除能力高，且可以提高臭氧有效利用率，降低臭氧投加量。

技术领域

本发明属于环保领域，涉及一种有机废水的处理方法，特别是涉及一种采用臭氧催化湿式氧化处理废水的方法。

背景技术

随着石化行业的迅速发展，大量难降解有机污染物的废水的排放给人类健康和环境造成严重的危害，制约了社会经济的可持续发展。随着国家政策法规对环境问题的日益关注，有机物废水的治理已成为现阶段我国废水治理领域中的热点。对外排污水进行深度处理以实现达标排放，甚至能够回用，这对减少废水的排放污染物的排放量、削减企业的排污费和减少水资源的消耗等方面具有重要意义。

高级氧化技术（AOP）是指氧化能力超过所有常见氧化剂或氧化电位接近或达到羟基自由基•OH水平，可与有机污染物进行系列自由基链反应，从而破坏其结构，使其逐步降解为无害的低分子量的有机物，最后降解为CO₂、H₂O和其他矿物盐的技术。双氧水和臭氧是常用的AOP氧化剂。双氧水通过Fenton法生成羟基自由基，但所使用的均相催化剂存在使用药剂多，回收困难等问题，易造成二次污染。传统的臭氧单独氧化技术存在着臭氧分子与有机物的直接反应选择性强、反应速率常数低和难降解污染物不能快速完全的被氧化去除等缺点，很难达到最好的处理效果。在此基础上发展而来的臭氧催化氧化技术以臭氧气体为氧化剂，利用催化剂促进臭氧分解生成·OH进行自由基反应去除废水中COD，工艺过程简单、是应用性较为广泛的一种高级氧化技术。臭氧催化氧化技术可以通过催化剂的作用将水溶液中的臭氧转化为具有更高氧化电位的羟基自由基（•OH），•OH近乎无选择性的与大多数有机物发生反应，并且反应速率在10⁶～10¹⁰ M^-1•s^-1之间，比臭氧与有机物反应速率高近7个数量级，克服单独臭氧氧化的缺点，从而变成更有实用价值的新型高级氧化技术。

臭氧催化氧化技术处理废水多采用金属氧化物负载型催化剂与臭氧一起反应。臭氧是通过分解生成•OH，在进一步通过•OH与有机污染物进行系列自由基链反应，从而破坏其结构，使其逐步降解为无害的低分子量的有机物，最后降解为CO₂、H₂O和其他矿物盐。但是当•OH产生速率高于反应速率时，•OH自身会因快速发生耦合而湮灭，失去氧化能力，导致臭氧有效利用率下降，影响有机污染物的脱除效果。因此，对应一定的臭氧浓度需要适宜的催化臭氧分解生成•OH的能力。目前，提高臭氧利用率的方法主要是通过增大臭氧传质面积、延长接触氧化时间，超声波提高臭氧溶解速率等方法来实现。但是都不能从根本上解决臭氧有效利用率低的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种利用臭氧催化湿式氧化处理废水的方法，所述方法不仅COD脱除能力高，而且可以提高臭氧有效利用率，降低臭氧投加量，大大提高了整个工艺过程的经济性。

本发明提供一种利用臭氧催化湿式氧化处理废水的方法，所述方法包括以下内容：有机废水与臭氧进入反应器进行反应，按照与有机废水的接触顺序，所述反应器内依次装填有催化剂A和催化剂B，其中，催化剂A为负载型催化剂，其中活性组分为过渡金属或贵金属，载体为活性炭、分子筛、氧化物中的一种或几种；催化剂B包括复合载体和活性金属组分，以贵金属为活性金属组分，复合载体包括活性炭和碱式碳酸盐，碱式碳酸盐分布在活性炭的外表面，其中，活性炭占复合载体总重量的35%～90%，优选为40%～80%；碱式碳酸盐占复合载体总重量的10%～65%，优选为20%～60%；所述碱式碳酸盐为碱式碳酸镁、或者碱式碳酸钙和碱式碳酸镁的混合物。