申请日2010.07.19
公开(公告)日2010.10.27
IPC分类号C02F1/78
摘要
一种以陶瓷粉体材料为催化剂臭氧化处理苯酚废水的方法，属于环境保护和环境催化技术领域。本发明将陶瓷粉体材料作为催化剂加入到含苯酚类废水的臭氧化水处理体系中，促进苯酚类有机污染物的降解，提出了一种新型的臭氧化水处理方法。相比较陶瓷成型材料，粉体材料具有尺度小、分散好的特点，在臭氧化水处理中具有广阔的应用前景。
权利要求书
1.一种以陶瓷粉体材料作为催化剂的臭氧化水处理方法，其特征在于将陶瓷粉体材料作为催化剂加入到含苯酚类废水的臭氧化水处理体系中，促进苯酚类有机污染物的降解，步骤为：
(1)陶瓷粉体材料的制备：所用陶瓷为成型的普通蜂窝陶瓷，经过研磨或球磨粉碎后过筛，得到陶瓷粉体材料;
(2)将陶瓷粉体材料作为催化剂加入到臭氧化水处理体系中，臭氧化水处理温度为5-35℃;
(3)陶瓷粉体材料的回收：臭氧化处理完毕，通过静置、离心或过滤，将陶瓷粉体材料分离出来，用于下一次的催化过程。
说明书
以陶瓷粉体材料为催化剂臭氧化处理苯酚废水的方法
技术领域
本发明属于环境保护与环境催化技术领域，涉及一种苯酚废水的催化臭氧化处理方法。
背景技术
当前，随着工农业经济的发展，含有机污染物的污水排放量日益增多，尤其是来自化学化工、农药、印染等行业的污水，含有多种毒害大、难降解的芳香类有机污染物成分，给生态环境和人民生命安全、健康带来了极大的威胁。苯酚是这其中的一种典型污染物，已被美国环境保护署列为优先控制的污染物之一，对含苯酚的废水的处理受到日益重视(Liotta L F，Gruttadauria M，Carlo G D et al.，Journal of Hazardous Materials，2009，162，588-606)。
臭氧化在常温常压下反应，操作方便、氧化能力强，在水中有机污染物的氧化降解中应用前景广阔。由于单独臭氧化效率较低，与催化技术联用的催化臭氧化备受关注，其关键是高效催化剂的开发。催化臭氧化可以分为以离子为活性中心的均相催化和以固体催化剂表面为活性中心的多相催化，近年来多相催化因为其可以多次使用、避免二次污染而成为催化臭氧化领域的发展趋势(Kasprzyk-Hordern B，Ziólek M，Nawrocki J.，Applied Catalysis B：Environmental，2003，46，639-669)。
陶瓷是一种常见的载体材料，价廉易得。哈尔滨工业大学马军教授的研究团队在国际上最先发现了多孔陶瓷在催化臭氧化中的催化性能，开拓了其在饮用水深度处理中的应用，并对其催化机理进行了深入的研究，他们出色的工作在国际上产生了重要影响(Zhao L，Ma J，Sun Z Z et al.，Applied Catalysis B：Environmental，2009，89，326-334;Zhao L，Sun Z Z，Ma J et al.，Environmental Science & Technology，2009，43，2047-2053;Zhao L，Sun Z Z，Ma J.，Environmental Science & Technology，2009，43，4157-4163;中国专利ZL 200310107742.6)。然而，到目前为止，国内外对于陶瓷粉体材料在臭氧化废水处理方面尚未见任何报道。
为了进一步开发便于废水处理使用、高效稳定的臭氧化催化剂，同时为了拓展陶瓷在臭氧化中的应用范围，本发明结合臭氧化有机废水处理的实际情况，将陶瓷粉体材料用作废水处理中的臭氧化催化剂，提出了一种针对苯酚废水的臭氧化处理方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型、稳定的催化材料及其使用方法，以提高催化臭氧化的实用价值。
蜂窝陶瓷是常见的臭氧化催化材料，粉体材料更有助于提高其分散性获得较好的催化效率，然而并未在臭氧化水处理中得到应用。本发明中，将陶瓷粉体材料作为臭氧化催化材料，研究了其使用方法，取得了良好的效果。
本发明的的技术方案：一种以陶瓷粉体材料作为催化剂的臭氧化水处理方法，将陶瓷粉体材料作为催化剂加入到含苯酚类废水的臭氧化水处理体系中，促进苯酚类有机污染物的降解，步骤为：
(1)陶瓷粉体材料的制备：所用陶瓷为成型的普通蜂窝陶瓷，经过研磨或球磨粉碎后过筛，得到陶瓷粉体材料;
(2)将陶瓷粉体材料作为催化剂加入到臭氧化水处理体系中，臭氧化水处理温度为5-35℃;
(3)陶瓷粉体材料的回收：臭氧化处理完毕，通过静置、离心或过滤，将陶瓷粉体材料分离出来，用于下一次的催化过程。
本发明的有益效果：采用上述陶瓷粉体材料作为催化剂后，在相同的臭氧投入量情况下，对污水中有机污染物的降解速率有所加快，矿化程度显著提高。具体提高程度与加入的催化剂的量以及反应条件(包括温度、搅拌速率、污染物浓度、臭氧投入量、水体pH等)有关。
在本发明的实施过程中，为保证均匀，陶瓷粉体材料粉碎后可以通过100目的筛子过筛;陶瓷粉体材料与所处理水体的质量比一般为0.001-0.05
与现有处理方法相比较，本发明提出的水处理方法具有显著的特点：
(1)陶瓷粉体材料与成型陶瓷相比较，尺度较小，在水中具有较好的分散性，这对于提高与水中污染物、臭氧的接触机会是非常关键的。正是因为如此优势，在使用中较小的投入量即可取得较好的催化效果。
(2)陶瓷粉体材料具有较好的机械强度，在催化臭氧化条件下显示了较好的稳定性，重复使用多次，催化效果能够得到较好的保持，这对于其实际应用是另一个关键因素。