[发明专利]一种催化臭氧氧化nbsCOD的粉体催化剂及其制备方法

说明书

本发明的一种催化臭氧氧化nbsCOD的粉体催化剂及其制备方法，属于水处理技术领域；包括催化载体、催化组分以及附着剂，所述催化载体上分布有附着剂，催化组分负载于催化载体上，所述附着剂为二氧化硅粒子或硅酸钠；该粉体催化剂能够提供足够大的比表面，在水中能够实现与臭氧和有机污染物的高效接触反应，并且通过粉体催化剂的制备方法，使用二氧化硅粒子分散液或含硅酸钠的附着剂溶液对催化载体进行预处理，然后将催化组分负载至预处理后的催化载体上附着剂的使用有效提高催化组分在催化载体上的附着，有利于提高催化降解nbsCOD的效果。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，更具体的，涉及一种催化臭氧氧化nbsCOD的粉体催化剂及其制备方法。

背景技术

臭氧催化氧化是利用催化剂催化臭氧生成具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，进而降解水中的可溶性难降解有机物(nbsCOD)，能够深度处理污水的一种高级氧化技术。目前，市场上的臭氧催化剂多是利用造粒成型或挤压成型过程获得毫米至厘米尺寸的圆球形颗粒催化剂或条形柱状催化剂，这种形式的催化剂常采用固定床填充式，在最底部铺设大尺寸的鹅卵石、石英石等材料作为承托层，然后上方填充催化剂，经由底部曝气头臭氧曝气及进水，水流经承托层后与催化剂填充层接触，进而发生臭氧催化氧化反应，降解水中的污染物。水流经过床层后经上端溢流至后端工艺。

圆球形颗粒催化剂或条形柱状催化剂具有易装填、不易流失、操作方便和易于更换等优点，但同样存在着颗粒尺寸大，有效比表面积小，传质效率低等不足。若降低催化剂的尺寸，虽然能够提高接触面，提升催化效率，但会影响催化剂的强度，降低使用寿命，增大水流阻力。毫米至厘米尺寸的颗粒或柱状催化剂在反应池内堆积，催化剂颗粒与颗粒之间紧压接触，容易造成接触点催化活性位的功能丧失，且会造成水流经密实的催化剂床层的水头阻力增加，不仅能耗增加而且容易形成短流，影响水体与催化剂的充分接触，从而大大降低了实际的催化效率。另外，由于颗粒或柱状催化剂在水体中处于静止状态，当水体中含有一定的钙镁或碳酸根等阴阳离子时，长时间的吸附聚集效应会在催化剂表面及颗粒与颗粒之间产生结垢现象，进一步遮挡催化剂的活性位点，降低催化剂的活性，增加水头损失，必须采用定期反洗将催化剂床层冲开，增加操作和能耗。

粉体催化剂相比于颗粒或柱状催化剂，具有显著的比表面积大、接触效率高，催化效果好等优点，且能够在反应器内通过适当方式形成流化，避免催化剂堆积造成的短流和板结问题，是当前非均相催化领域的研究热点。

经检索，公开号为CN105363465A，专利名称为一种负载多金属氧化物的臭氧氧化催化剂的制备方法的专利中公开了以下技术方案：一种负载多金属氧化物的臭氧氧化催化剂的制备方法，包含以下步骤：将臭氧氧化催化剂载体进行预处理，所述预处理包括：将臭氧氧化催化剂载体水洗后，用酸溶液浸泡，然后洗涤至中性、干燥；将预处理后的臭氧氧化催化剂载体进行至少一次浸渍处理，然后焙烧，所述浸渍处理包括：预处理后的臭氧氧化催化剂载体浸渍于浸渍溶液中，20～100℃浸渍6～48h，然后干燥处理；其中，浸渍溶液为锰、镍、铁、铺、钻和铜中至少3种金属元素的硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐或氯化物的混合溶液，并且各种金属元素在浸渍溶液中的浓度为0.01～1.00mol/L。本发明的制备方法可显著提高污水中的化学需氧量(COD)的去除率；该专利公开的技术方案中所使用的载体颗粒达到2～8mm，该粒度级的催化剂流化性依然较差，但是如果粒度进一步降低，载体对催化成分的负载能力又会大大降低。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的是克服现有技术在小粒径催化臭氧氧化颗粒粉体催化剂制备过程中，载体难以有效负载催化成分的技术问题，提供了一种催化臭氧氧化nbsCOD的粉体催化剂及其制备方法；该粉体催化剂中包括有附着剂，使用附着剂对催化载体进行预处理，实现小粒径催化载体对催化成分的有效负载。

技术方案