一種蜂窩式臭氧氧化催化劑的制備方法及其制備的催化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及催化劑制備領(lǐng)域，特別設(shè)及一種蜂窩式臭氧氧化催化劑的制備方法及 其制備的催化劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 臭氧是一種氧化能力極強(qiáng)的氧化劑，在水中分解后產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧 (0)和徑基自由基（.0H)等氧化中間體，與污水中的有機(jī)和無機(jī)污染物反應(yīng)，達(dá)到除臭、脫 色、殺菌和去除有機(jī)物的目的。但臭氧對污染物的氧化是有一定選擇性的，尤其是針對那些 化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難W被生物降解的有機(jī)污染物，不能進(jìn)行有效的氧化處理。為了彌補(bǔ)臭氧氧 化技術(shù)的運一缺陷，臭氧催化氧化技術(shù)應(yīng)運而生。
[0003] 臭氧催化氧化技術(shù)作為一種高效、實用、無二次污染的高級氧化技術(shù)，在處理難降 解的污水領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，是近年來污水處理領(lǐng)域的研究熱點。目前，該項技術(shù)已 拓展到化/也化氧化、UV/03氧化、UV/也化/〇3氧化、超聲催化臭氧氧化、微波催化臭氧氧化、金 屬及其氧化物催化臭氧氧化等多種高級氧化技術(shù)。
[0004] 金屬及其氧化物催化臭氧氧化技術(shù)是一種W固體金屬、金屬氧化物或負(fù)載在載體 上的金屬或金屬氧化物為臭氧氧化催化劑，在低溫低壓甚至常溫常壓條件下，即可將那些 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難W被生物降解的有機(jī)污染物氧化分解的高級氧化技術(shù)。但是在現(xiàn)階段，采用該 技術(shù)對污水的化學(xué)需氧量(COD)的去除率較低，僅約為20%-40%，所使用的臭氧氧化催化 劑的催化劑活性組分溶出量也較高，容易造成二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實施例公開了一種蜂窩式臭氧氧化催化劑的制備方法及其制備的催化劑， 用W解決現(xiàn)有的金屬及其氧化物催化臭氧氧化技術(shù)對污水的化學(xué)需氧量(COD)的去除率 低，臭氧氧化催化劑的活性組分溶出量高的問題。技術(shù)方案如下：
[0006] -種蜂窩式臭氧氧化催化劑的制備方法，包括：
[0007] 將鐵碳填料進(jìn)行粉碎，得到粉體狀鐵碳填料；
[000引將所述粉體狀鐵碳填料與成型劑、粘合劑按照質(zhì)量比為(6-16): (2-12): (1-4)的 比例混合，攬拌，得到膏體混合物；
[0009] 將所述膏體混合物進(jìn)行擠壓成型處理，得到蜂窩式胚體；
[0010] 將所述蜂窩式胚體進(jìn)行干燥，賠燒處理，得到蜂窩式臭氧氧化催化劑。
[0011] 其中，所述鐵碳填料為廢棄的鐵碳填料；
[0012] 所述將鐵碳填料進(jìn)行粉碎包括:將所述廢棄的鐵碳填料水洗后烘干，先將其粉碎 成粒徑為3-10毫米的鐵碳填料，再將其粉碎為粉體狀鐵碳填料。
[0013] 其中，所述粉體狀鐵碳填料的粒徑為0.01-0.50毫米。
[0014] 其中，所述成型劑為脫水污泥，所述脫水污泥包括:經(jīng)過脫水處理的初次沉淀污 泥、剩余活性污泥、腐植污泥、消化污泥、化學(xué)污泥中的一種或幾種，所述脫水污泥的含水量 為所述脫水污泥總質(zhì)量的20%-90%。
[0015] 其中，所述脫水污泥含有能夠催化臭氧氧化的金屬或金屬氧化物。
[0016] 其中，所述粘合劑包括:娃酸鋼、環(huán)氧樹脂、聚乙締醇、木質(zhì)素、聚丙締酷胺、聚二丙 締二甲基胺、聚二甲基二締丙基氯化錠、聚乙締、徑乙基纖維素中的一種或多種。
[0017] 其中，所述蜂窩式胚體為多孔結(jié)構(gòu)，孔間距為3-10毫米，孔壁厚為1-5毫米。
[0018] 其中，所述干燥具體為:在溫度為60-150°C條件下，干燥5-24小時；所述賠燒處理 具體為:在溫度為300-600°C條件下，賠燒2-8小時。
[0019] -種由上述制備方法制備的蜂窩式臭氧氧化催化劑。
[0020] 其中，所述蜂窩式臭氧氧化催化劑的比表面積>150mVg，抗壓強(qiáng)度>300N，磨損 率 <0.3%。
[0021] 由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例提供的一種蜂窩式臭氧氧化催化劑的制備方 法及其制備的催化劑，通過將粉碎后得到的粉體狀鐵碳填料與成型劑、粘合劑混合得到的 膏體混合物擠壓成型后，進(jìn)行干燥，賠燒處理，得到蜂窩式臭氧氧化催化劑，由于鐵碳填料 中含有活性炭，使制得的蜂窩式臭氧氧化催化劑中具有大量的孔道結(jié)構(gòu)，比表面積大，催化 效果好，采用該蜂窩式臭氧氧化催化劑催化臭氧處理污水的效果好，對污水的化學(xué)需氧量 (COD)的去除率大大提高，另一方面，由于鐵碳填料具有鐵及金屬催化劑與炭包容在一起形 成架構(gòu)式的鐵炭結(jié)構(gòu)，鐵、金屬催化劑與炭是一體的，不易分離，催化劑活性組分溶出量大 大降低，不易造成二次污染。
【具體實施方式】
[0022] 本發(fā)明提供了一種蜂窩式臭氧氧化催化劑的制備方法及其制備的催化劑，該制備 方法具體可W包括W下步驟：
[0023] 將鐵碳填料進(jìn)行粉碎，得到粉體狀鐵碳填料；
[0024] 將所述粉體狀鐵碳填料與成型劑、粘合劑按照質(zhì)量比為(6-16): (2-12): (1-4)的 比例混合，攬拌，得到膏體混合物；
[0025] 將所述膏體混合物進(jìn)行擠壓成型處理，得到蜂窩式胚體；
[0026] 將所述蜂窩式胚體進(jìn)行干燥，賠燒處理，得到蜂窩式臭氧氧化催化劑。
[0027] 鐵碳填料是一種由多元金屬烙合多種催化劑通過高溫烙煉形成的一體化合金，具 有架構(gòu)式微孔結(jié)構(gòu)，一般含有鐵、碳W及多種金屬催化劑，用于對污水進(jìn)行微電解處理，去 除污水中的有機(jī)污染物。本發(fā)明所用的鐵碳填料可W為任意市場購得的鐵碳填料，例如可 W是：山東龍安泰環(huán)?？萍加邢薰镜囊?guī)格為LAT-TC，粒徑為l*3cm的鐵碳填料;江蘇陸博 環(huán)保材料有限公司的"科本龍?"鐵碳填料；登封市盧店鎮(zhèn)豫和環(huán)保材料廠的型號為8* 10mm的鐵碳填料;萍鄉(xiāng)拓步環(huán)?？萍加邢薰镜男吞枮?4-18mm的鐵碳填料；山東普茵沃潤 環(huán)?？萍加邢薰镜男吞枮閘*3cm的鐵碳填料，在此不做具體限定。由于鐵碳填料一般是粒 徑為厘米級的扁圓形、球形或多孔柱形等形狀的粒狀填料，不適于直接制備上述蜂窩式臭 氧氧化催化劑，所W-般需要先將鐵碳填料進(jìn)行粉碎，得到粉體狀鐵碳填料，具體可W通過 機(jī)械粉碎的方式，例如采用球磨法或氣流粉碎法將鐵碳填料充分粉碎成粒徑為0.01-0.50 毫米的粉體狀鐵碳填料，W利于后續(xù)制備過程的進(jìn)行。上述的粉碎方式均為現(xiàn)有技術(shù)中比 較常用的技術(shù)，本發(fā)明在此不進(jìn)行具體描述。
[0028] 需要說明的是，本發(fā)明中所用的鐵碳填料可W為廢棄的鐵碳填料，所說的廢棄的 鐵碳填料為微電解處理污水工藝中失效廢棄的鐵碳填料。廢棄的鐵碳填料雖然在微電解處 理污水工藝中不能繼續(xù)使用，但是發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，廢棄的鐵碳填料可W很好地催化臭 氧氧化，采用廢棄的鐵碳填料可W實現(xiàn)資源的回收利用，同時大大降低該蜂窩式臭氧氧化 催化劑的制備成本。由于廢棄的鐵碳填料表面一般附著有一些污染物、懸浮物等，所W可W 對廢棄的鐵碳填料進(jìn)行預(yù)處理，具體預(yù)處理的方式可W為:將廢棄的鐵碳填料水洗后烘干， 先將其粉碎成粒徑為3-10毫米的鐵碳填料，再將其粉碎為粉體狀鐵碳填料，水洗處理可W 將廢棄的鐵碳填料表面的污染物、懸浮物等去除，使廢棄的鐵碳填料原有的孔道結(jié)構(gòu)釋放 出來，具體水洗次數(shù)W將廢棄的鐵碳填料清洗干凈為宜，在此不做具體限定，例如可W將廢 棄的鐵碳填料用清水洗涂2-5次。烘干處理具體可W采用在50-90°C的烘箱中干燥5-24小時 的方式，W使水洗后的廢棄的鐵碳填料完全干燥。烘干后的廢棄的鐵碳填料中可能存在板 結(jié)現(xiàn)象，此時直接進(jìn)行粉碎處理可能影響粉碎效果，使得到的粉體狀鐵碳填料的粒徑不均 勻，為避免運個問題的出現(xiàn)，可W先將烘干后的廢棄的鐵碳填料粉碎成粒徑為3-10毫米的 鐵碳填料，使板結(jié)的鐵碳填料破碎，再進(jìn)一步將其粉碎成粒徑為0.01-0.50毫米的粉體狀鐵 碳填料。
[0029] 得到上述粉體狀鐵碳填料后，將其與成型劑、粘合劑混合，攬拌，可W得到膏體混 合物。實際應(yīng)用中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)將粉體狀鐵碳填料與成型劑、粘合劑按照質(zhì)量比為(6-16): (2-12) :(1-4)混合時混合效果較好，得到的膏體混合物比較適宜后續(xù)的擠壓成型處理。上 述粘合劑可W增加粉體狀鐵碳填料與成型劑之間的粘結(jié)強(qiáng)度，使成型效果更好，一般可W 選用可用于粘合劑的娃酸鋼、環(huán)氧樹脂、聚乙締醇、木質(zhì)素、聚丙締酷胺、聚二丙締二甲基 胺、聚二甲基二締丙基氯化錠、聚乙締、徑乙基纖維素中的一種或多種，而可用于粘合劑的 上述物質(zhì)是現(xiàn)有技術(shù)，對于技術(shù)人員來說，是容易獲得的，因此，本發(fā)明在此并不對上述物 質(zhì)一一進(jìn)行限定及說明。
[0030] 實際應(yīng)用中，成型劑可W包括黃泥、田菁粉、娃藻±、污泥、氧化侶等，優(yōu)選采用脫 水污泥作為成型劑，所說的脫水污泥是指在廢水處理過程中分離出的污泥;將污泥重新回 收利用，可W進(jìn)一步降低制備成本，解決污泥的處置問題，另外，污泥中一般含有細(xì)菌、微生 物和粘±，細(xì)菌和微生物中含有一些糖蛋白，可W起到膠黏劑和助擠劑的作用，利于得到膏 體混合物和后續(xù)的擠壓成型處理。該脫水污泥可W為經(jīng)過脫水處理的初次沉淀污泥、剩余 活性污泥、腐植污泥、消化污泥、化學(xué)污泥中的一種或幾種，所說的初次沉淀污泥為:初次沉 淀池中截留的沉淀物，可W包括物理沉淀污泥、混凝沉淀污泥及化學(xué)沉淀污泥，為了不影響 蜂窩式臭氧氧化催化劑的制備和催化效果，一般采用污染物較少的初次沉淀污泥，而不使 用多次沉淀后的