CN114471603A - 一种非负载型臭氧催化剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非负载型臭氧催化剂及其使用方法，涉及污水处理技术领域，包括非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B；所述非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B体积比为5:1～1:1，均能催化臭氧产生羟基自由基，将其置于非负载型臭氧催化剂催化氧化系统中，非负载型臭氧催化剂A置于非负载型臭氧催化剂B的下方，不存在因催化剂活性成分脱落而使处理效果下降的风险，大大延长催化剂使用寿命，减小臭氧催化氧化系统运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种非负载型臭氧催化剂及其使用方法。
背景技术
随着国内环保要求的日益严格，有机废水深度处理及中水回用已成为污水处理的发展趋势。高级氧化技术通过产生强氧化性的羟基自由基并无选择性的降解有机物，其已成为难降解有机废水生化尾水深度处理与中水回用浓水有机物再处理的主流工艺。Fenton氧化法和臭氧催化氧化法是目前污水处理中最常用的高级氧化法。
Fenton氧化法通过过氧化氢在Fe2+的催化作用下产生羟基自由基，其通常在酸性条件下进行反应，加入双氧水、硫酸、硫酸亚铁、氢氧化钠等物质，虽对有机物去除效果较佳，但引入了硫酸根、钠离子等，与污水脱盐的目的相悖，此外还产生大量铁泥，增加了污泥的处置成本。
非均相臭氧催化氧化法采用固体催化剂催化臭氧产生羟基自由基，具有有机污染物去除效果好、不引入离子，臭氧尾气可通过尾气破坏装置消除臭氧以避免二次污染等优点。非均相臭氧催化氧化法已成为难降解有机废水生化尾水深度处理与中水回用浓水有机物再处理的主要方法。经济高效、使用寿命长的非均相臭氧催化剂的制备成为非均相臭氧催化氧化法推广应用的难题。
中国发明专利CN2020104353351介绍了“臭氧催化剂的制备方法”。该方法将Al2O3经水洗烘干活化后作为载体，然后经柠檬酸改性，然后浸渍硝酸锰或硝酸铈，经烘干、煅烧后制得负载金属锰或负载金属铈的臭氧催化剂。该方法与目前市场上使用的大多数臭氧催化剂的制备方法类似，都是通过浸渍负载法获得臭氧催化剂。但该方法制得的臭氧催化剂在使用过程中活性组分一方面易受来水水质影响而脱落，另一方面会因气洗、反洗等工序使催化剂碰撞而脱落，进而使催化剂丧失催化活性，催化剂使用寿命较短，且催化剂易中毒；该臭氧催化剂制备程序相对复杂，大规模制备时存在负载不均匀问题，催化剂制备成本也较高。
中国发明专利CN2020111985318介绍了“一种催化臭氧形成高级氧化的微通道整砌填料”。该方法将刨花状钢材或铁屑置于模具中，通过机械压缩成堆积密度为100～730kg/m3的单元模块，然后使用氧化剂对其表面钝化改性，并辅以外包装形成整砌填料。该臭氧催化剂无活性成分脱落失效问题、催化剂使用寿命长，但其存在着因机械压缩限制使得催化剂密度较小、单位容积内催化剂量相对较少，整砌填料内空隙较多、较大使得气、液、固接触反应不充分，需使用氧化剂进行表面改性、操作管理麻烦等问题。
中国发明专利CN2014102749058介绍了“一种工业废水深度处理的催化臭氧氧化方法”。该方法以铁、碳为主要成分、在还原气氛下焙烧形成铁碳填料，然后对铁碳填料进行酸和氧化改性，改性后的铁碳填料用以催化臭氧处理工业废水。该方法使用的臭氧催化剂一方面强度有限，在使用过程中存在粉碎问题，另一方面其需经酸和氧化改性，改性过程产生大量的废酸、造成二次污染且会使得臭氧催化剂因与酸反应而减少，操作、管理也比较麻烦、难以大规模应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种非负载型臭氧催化剂及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，采用非负载型催化剂，避免了因催化剂活性成分脱落而使处理效果下降的风险，催化剂使用寿命长，单位容积内催化剂装填量大、催化氧化效率高，复合多孔结构、气液固相混合、接触效率高，操作管理方便，可用于各种污水的臭氧催化氧化处理。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种非负载型臭氧催化剂，包括非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B；
所述非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B体积比为5:1～1:1；
所述非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B均能催化臭氧产生羟基自由基，以便无选择性地氧化降解有机物。
进一步地，所述非负载型臭氧催化剂A由铁、铜、锰、锌、碳、钴或镍的一种或多种经高温烧结制得，具体包括以下步骤：
(1)将铁、铜、锰、锌、碳、钴或镍的一种或多种经酸浸渍提纯、活化，然后用蒸馏水清洗干净；
(2)将活化、清洗后的一种或多种铁、铜、锰、锌、碳、钴、镍搅拌混合均匀后装入模具中压制成型、造粒；
(3)将造粒成形后的毛坯在隔绝空气条件下，在1000～1400℃熔融烧结制得非负载型臭氧催化剂A。
进一步地，所述非负载型臭氧催化剂A大小为1～5cm，空隙率>60％。
进一步地，所述非负载型臭氧催化剂B由市售钢板加工而成，具体为将钢板放置于半圆形或半椭圆形模具中，加工成半圆形或半椭圆形，然后由2个半圆形或半椭圆形对焊制得所述非负载型臭氧催化剂B。
进一步地，所述非负载型臭氧催化剂B呈圆形或椭圆形，大小为1～5cm，表面均布
小孔。
本发明还提供所述非负载型臭氧催化剂的使用方法，将所述非负载型臭氧催化剂A和所述非负载型臭氧催化剂B置于非负载型臭氧催化剂催化氧化系统中，所述非负载型臭氧催化剂A置于所述非负载型臭氧催化剂B的下方；
所述非负载型臭氧催化剂催化氧化系统采用钛盘曝气或者射流曝气。
进一步地，当采用钛盘曝气时，所述非负载型臭氧催化剂催化氧化系统包括依次连接的进水池、臭氧发生器、非负载型臭氧催化氧化池和产水池，臭氧发生器通过臭氧进气管、臭氧进气阀与非负载型臭氧催化氧化池连接，所述臭氧进气管上连接有钛盘；
所述进水池通过进水泵、进水管及进水阀与所述非负载型臭氧催化氧化池连接；
所述非负载型臭氧催化氧化池通过产水管、产水阀与所述产水池连接；
所述产水管连接有回流管；
所述回流管上连接有回流阀；
所述回流管另一端与进水池连接；
所述臭氧尾气破坏装置通过臭氧尾气收集管、臭氧尾气收集阀与非负载型臭氧催化氧化池连接；
进水池内原水通过进水泵进入非负载型臭氧催化氧化池的进水渠，由上至下流经非负载型臭氧催化剂B、非负载型臭氧催化剂A、承托层、布水布气盘和承托板，臭氧发生器产生的臭氧通过钛盘由下至上流经非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B，在非负载复合催化剂的催化作用下，臭氧产生强氧化性的羟基自由基氧化降解原水中的有机物，反应初期打开回流阀、关闭产水阀，非负载型臭氧催化氧化池产水进入进水池，对非负载型臭氧催化剂B、非负载型臭氧催化剂A进行活化，并避免不合格产水外排；1～2天后，打开产水阀、关闭回流阀，非负载型臭氧催化氧化池产水进入产水池，非负载臭氧催化氧化系统正常运行；非负载型臭氧催化氧化池产生的臭氧尾气经臭氧尾气收集管进入臭氧尾气破坏器，破坏其中的臭氧后达标排放。
进一步地，所述非负载型臭氧催化氧化池由上至下分为进水渠、非负载型臭氧催化剂B、非负载型臭氧催化剂A、承托层、布水布气盘和承托板。
进一步地，当采用射流曝气时，所述非负载型臭氧催化剂催化氧化系统包括依次连接的进水池、非负载型臭氧催化氧化池、臭氧发生器和产水池，水射器通过臭氧进气管与臭氧发生器连接；
所述进水池通过进水泵、进水管及进水阀与所述非负载型臭氧催化氧化池连接；
所述非负载型臭氧催化氧化池通过产水管、产水阀与所述产水池连接；
所述非负载型臭氧催化氧化池出水渠通过循环进水管、循环进水阀与循环泵连接；
所述循环泵通过循环出水管与水射器连接；
所述水射器另一端通过混合水管、混合水阀与非负载型臭氧催化氧化池连接；
所述混合水管上连接有二次增效喷头；
所述臭氧尾气破坏装置通过臭氧尾气收集管、臭氧尾气收集阀与非负载型臭氧催化氧化池连接；
进水池内原水通过进水泵进入非负载型臭氧催化氧化池，原水与臭氧混合水在非负载型臭氧催化氧化池底部混合均匀后，由下至上流经承托板、布水布气盘、承托层、非负载型臭氧催化剂A、非负载型臭氧催化剂B和出水渠，实现臭氧催化氧化降解有机物；反应初期，待非负载型臭氧催化氧化池充满水后，关闭进水阀、产水阀，打开回流阀、混合水阀，对非负载型臭氧催化剂A、非负载型臭氧催化剂B进行活化，并避免不合格产水外排；1～2天后，打开进水阀、产水阀，非负载型臭氧催化氧化池产水进入产水池的同时，通过循环泵实现出水循环溶气，臭氧发生器产生的臭氧通过水射器溶于循环水中，非负载型臭氧催化氧化池产生的臭氧尾气经臭氧尾气收集管进入臭氧尾气破坏器，破坏其中的臭氧后达标排放。
进一步地，所述非负载型臭氧催化氧化池由上至下依次包括出水渠、非负载型臭氧催化剂B、非负载型臭氧催化剂A、承托层、布水布气盘和承托板。
本发明公开了以下技术效果：
(1)本发明的方法无因催化剂活性成分脱落而使处理效果下降风险，大大延长催化剂使用寿命，减小臭氧催化氧化系统运行成本。
(2)本发明的非负载型臭氧催化剂为一体结构，强度大，反应过程无悬浮物产生，非负载型臭氧催化氧化系统可不设气洗或反洗系统，系统简单、操作管理方便。
(3)本发明的非负载型臭氧催化氧化系统因无催化剂活性成分脱落风险，系统检修或停止运行时，臭氧曝气系统无堵塞风险，系统安全、稳定。
(4)本发明的臭氧催化剂呈多孔结构，通过多孔切割作用，促使气液固三相混合混匀，极大提高臭氧催化氧化效率；
(5)本发明提供的非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B可根据原水水质进行合理配置、投加，灵活调节，可适用于不同水质的废水臭氧催化氧化处理；
(6)本发明采用非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B组成复合臭氧催化剂，避免短流发生，提高臭氧催化氧化效果；
(7)本发明的非负载型臭氧催化剂相较于铁刨花臭氧催化剂，可以大大提高单位容积内的催化剂量，显著提高臭氧催化氧化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的非负载型臭氧催化剂催化氧化系统结构示意图；
图2为本发明实施例2的非负载型臭氧催化剂催化氧化系统结构示意图；
其中，1、进水池；2、进水泵；3、进水管；3-1、进水阀；4、非负载型臭氧催化氧化池；4-1、进水渠；4-2、非负载型臭氧催化剂B；4-3、非负载型臭氧催化剂A；4-4、承托层；4-5、布水布气盘；4-6、承托板；4-7、出水渠；5、产水管；5-1、产水阀；6、产水池；7、回流管；7-1、回流阀；8、臭氧发生器；9、臭氧进气管；9-1、臭氧进气阀；10、钛盘；11、臭氧尾气收集管；11-1、臭氧尾气收集阀；12、臭氧尾气破坏装置；13、循环进水管；13-1、循环进水阀；14、循环泵；15、循环出水管；16、水射器；17、混合水管；17-1、混合水阀；18、二次增效喷头。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
参照图1所示，本实施例提供一种非负载型臭氧催化剂钛盘曝气使用系统，包括进水池1、进水泵2、非负载型臭氧催化氧化池4、产水池6、臭氧发生器8、臭氧尾气破坏装置12。
所述进水池1通过进水泵2、进水管3及进水阀3-1与非负载型臭氧催化氧化池4连接。
所述非负载型臭氧催化氧化池4由上至下分为进水渠4-1、非负载型臭氧催化剂B4-2、非负载型臭氧催化剂A 4-3、承托层4-4、布水布气盘4-5、承托板4-6。
所述非负载型臭氧催化氧化池4通过产水管5、产水阀5-1与产水池6连接。
所述产水管5连接有回流管7。
所述回流管7上连接有回流阀7-1。
所述回流管7另一端与进水池1连接。
所述臭氧发生器8通过臭氧进气管9、臭氧进气阀9-1与非负载型臭氧催化氧化池4连接。
所述臭氧进气管9上连接有钛盘10。
所述臭氧尾气破坏装置12通过臭氧尾气收集管11、臭氧尾气收集阀11-1与非负载型臭氧催化氧化池4连接。
催化剂A的制备方法为：
(1)将铁、铜、锰、锌、碳经酸浸渍提纯、活化，然后用蒸馏水清洗干净；
(2)将活化、清洗后的铁、铜、锰、锌、碳搅拌混合均匀后装入模具中压制成型、造粒；
(3)将造粒成形后的毛坯在隔绝空气条件下，在1300℃熔融烧结制得非负载型臭氧催化剂A。
催化剂A的大小为3cm，空隙率为65％。
催化剂B的制备方法为：将市售钢板放置于半圆形模具中，加工成半圆形，然后由2个半圆形对焊制得所述非负载型臭氧催化剂B。
催化剂B的大小为3cm，表面均布
小孔。
非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B体积比为3:1。
进水池1内原水通过进水泵2进入非负载型臭氧催化氧化池4的进水渠4-1，由上至下流经非负载型臭氧催化剂B 4-2、非负载型臭氧催化剂A 4-3、承托层4-4、布水布气盘4-5、承托板4-6，臭氧发生器8产生的臭氧通过钛盘10由下至上流经非负载型臭氧催化剂A 4-3、非负载型臭氧催化剂B 4-2，在非负载复合催化剂的催化作用下，臭氧产生强氧化性的羟基自由基氧化降解原水中的有机物。反应初期打开回流阀7-1、关闭产水阀5-1，非负载型臭氧催化氧化池4产水进入进水池1，对非负载型臭氧催化剂B 4-2、非负载型臭氧催化剂A 4-3进行活化，并避免不合格产水外排。1～2天后，打开产水阀5-1、关闭回流阀7-1，非负载型臭氧催化氧化池4产水进入产水池6，非负载臭氧催化氧化系统正常运行。非负载型臭氧催化氧化池4产生的臭氧尾气经臭氧尾气收集管11进入臭氧尾气破坏器12，破坏其中的臭氧后达标排放。
使用本实施例的方法处理某制药废水生化出水。原水COD为150～200mg/L，经本系统处理后COD为75～100mg/L，COD去除率为45～50％，臭氧量/COD去除量为1.5～2.0，该废水经本系统处理后取得了良好的COD去除效果。经过连续15日的运行后，COD去除率始终在45～50％，臭氧催化剂无因活性成分脱落而失活问题。
实施例2
参照图2所示，本实施例提供一种非负载型臭氧催化剂射流曝气使用系统，包括进水池1、进水泵2、非负载型臭氧催化氧化池4、产水池6、循环泵14、臭氧发生器8、水射器16、臭氧尾气破坏装置12。
所述进水池1通过进水泵2、进水管3及进水阀3-1与非负载型臭氧催化氧化池4连接。
所述非负载型臭氧催化氧化池4由上至下分为出水渠4-7、非负载型臭氧催化剂B4-2、非负载型臭氧催化剂A 4-3、承托层4-4、布水布气盘4-5、承托板4-6。
所述非负载型臭氧催化氧化池4通过产水管5、产水阀5-1与产水池6连接。
所述非负载型臭氧催化氧化池4出水渠4-7通过循环进水管13、循环进水阀13-1与循环泵14连接。
所述循环泵14通过循环出水管15与水射器16连接。
所述水射器16另一端通过混合水管17、混合水阀17-1与非负载型臭氧催化氧化池4连接。
所述水射器16通过臭氧进气管9与臭氧发生器8连接。
所述混合水管17上连接有二次增效喷头18。
所述臭氧尾气破坏装置12通过臭氧尾气收集管11、臭氧尾气收集阀11-1与非负载型臭氧催化氧化池4连接。
进水池1内原水通过进水泵2进入非负载型臭氧催化氧化池4，原水与臭氧混合水在非负载型臭氧催化氧化池4底部混合均匀后，由下至上流经承托板4-6、布水布气盘4-5、承托层4-4、非负载型臭氧催化剂A 4-3、非负载型臭氧催化剂B 4-2、出水渠4-7，实现臭氧催化氧化降解有机物。反应初期，待非负载型臭氧催化氧化池4充满水后，关闭进水阀3-1、产水阀5-1，打开回流阀13-1、混合水阀17-1，对非负载型臭氧催化剂A 4-3、非负载型臭氧催化剂B 4-2进行活化，并避免不合格产水外排。1～2天后，打开进水阀3-1、产水阀5-1，非负载型臭氧催化氧化池4产水进入产水池6的同时，通过循环泵14实现出水循环溶气，臭氧发生器8产生的臭氧通过水射器16溶于循环水中。非负载型臭氧催化氧化池4产生的臭氧尾气经臭氧尾气收集管11进入臭氧尾气破坏器12，破坏其中的臭氧后达标排放。
催化剂A的制备方法为：
(1)将铁、锰、锌、碳、钴、镍经酸浸渍提纯、活化，然后用蒸馏水清洗干净；
(2)将活化、清洗后的铁、锰、锌、碳、钴、镍搅拌混合均匀后装入模具中压制成型、造粒；
(3)将造粒成形后的毛坯在隔绝空气条件下，在1300℃熔融烧结制得非负载型臭氧催化剂A。
催化剂A大小为4cm，空隙率为67％。
催化剂B的制备方法为：将市售钢板放置于半椭圆形模具中，加工成半圆形，然后由2个半椭圆形对焊制得所述非负载型臭氧催化剂B。
催化剂B大小为3cm，表面均布
小孔。
非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B体积比为1:1。
使用本实施例的方法处理某焦化废水生化出水。原水COD为150～180mg/L，经本系统处理后COD为70～90mg/L，COD去除率为50～55％，臭氧量/COD去除量为1.1～1.5，该废水经本系统处理后取得了良好的COD去除效果与臭氧利用效率。经过连续20日的运行后，COD去除率始终在50～55％，臭氧催化剂无因活性成分脱落而失活问题，催化臭氧氧化效率高。
实施例3
同实施例1，不同之处仅在于非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B体积比为5:1。
使用本实施例的方法处理某制药废水生化出水。原水COD为200～300mg/L，经本系统处理后COD为108～171mg/L，COD去除率为43～46％，臭氧量/COD去除量为1.8～2.0，该废水经本系统处理后取得了良好的COD去除效果与臭氧利用效率。
实施例4
同实施例1，不同之处仅在于非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B体积比为1:1。
使用本实施例的方法处理某制药废水生化出水。原水COD为80～120mg/L，经本系统处理后COD为40～63mg/L，COD去除率为48～50％，臭氧量/COD去除量为1.5～1.7，该废水经本系统处理后取得了良好的COD去除效果与臭氧利用效率。
实施例5
同实施例2，不同之处仅在于非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B体积比为3:1。
使用本实施例的方法处理某焦化废水生化出水。原水COD为180～220mg/L，经本系统处理后COD为80～104mg/L，COD去除率为53～56％，臭氧量/COD去除量为1.3～1.5，该废水经本系统处理后取得了良好的COD去除效果与臭氧利用效率。
实施例6
同实施例2，不同之处仅在于非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B体积比为5:1。
使用本实施例的方法处理某焦化废水生化出水。原水COD为250～300mg/L，经本系统处理后COD为110～138mg/L，COD去除率为54～56％，臭氧量/COD去除量为1.3～1.5，该废水经本系统处理后取得了良好的COD去除效果与臭氧利用效率。
实施例7
同实施例1，不同之处仅在于只添加催化剂A，添加量与实施例1中A和B的总量相同。
使用本实施例的方法处理某制药废水生化出水。原水COD为150～200mg/L，经本系统处理后COD为105～150mg/L，COD去除率为25～30％，臭氧量/COD去除量为2.0～2.2，该废水在只添加催化剂A时，由于反应过程中的气液固传质效率受限，故经本系统处理后与实施例1相比，COD去除率下降，臭氧量/COD去除量增大。
实施例8
同实施例1，不同之处仅在于只添加催化剂B，添加量与实施例1中A和B的总量相同。
使用本实施例的方法处理某制药废水生化出水。原水COD为150～200mg/L，经本系统处理后COD为113～160mg/L，COD去除率为20～25％，臭氧量/COD去除量为2.5～3.0，该废水经本系统处理后与实施例1相比，COD去除率下降，臭氧量/COD去除量增大。只添加催化剂B时，反应过程存在短流、臭氧利用率较低，使得臭氧量/COD去除量大大增加，且催化剂B催化臭氧的活性成分相对单一，使得COD去除率下降。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种非负载型臭氧催化剂，其特征在于，包括非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B；
所述非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B体积比为5:1～1:1；
所述非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B均能催化臭氧产生羟基自由基。
2.根据权利要求1所述一种非负载型臭氧催化剂，其特征在于，所述非负载型臭氧催化剂A由铁、铜、锰、锌、碳、钴或镍的一种或多种经高温烧结制得，具体包括以下步骤：
(1)将铁、铜、锰、锌、碳、钴或镍的一种或多种经酸浸渍提纯、活化，然后用蒸馏水清洗干净；
(2)将活化、清洗后的一种或多种铁、铜、锰、锌、碳、钴、镍搅拌混合均匀后装入模具中压制成型、造粒；
(3)将造粒成形后的毛坯在隔绝空气条件下，在1000～1400℃熔融烧结制得非负载型臭氧催化剂A。
3.根据权利要求2所述一种非负载型臭氧催化剂，其特征在于，所述非负载型臭氧催化剂A大小为1～5cm，空隙率>60％。
4.根据权利要求1所述一种非负载型臭氧催化剂，其特征在于，所述非负载型臭氧催化剂B由市售钢板加工而成，具体为将钢板放置于半圆形或半椭圆形模具中，加工成半圆形或半椭圆形，然后由2个半圆形或半椭圆形对焊制得所述非负载型臭氧催化剂B。
5.根据权利要求4所述一种非负载型臭氧催化剂，其特征在于，所述非负载型臭氧催化剂B呈圆形或椭圆形，大小为1～5cm，表面均布
小孔。
6.一种权利要求1～5任一项所述非负载型臭氧催化剂的使用方法，其特征在于，将所述非负载型臭氧催化剂A和所述非负载型臭氧催化剂B置于非负载型臭氧催化剂催化氧化系统中，所述非负载型臭氧催化剂A置于所述非负载型臭氧催化剂B的下方；
所述非负载型臭氧催化剂催化氧化系统采用钛盘曝气或者射流曝气。
7.根据权利要求6所述使用方法，其特征在于，当采用钛盘曝气时，所述非负载型臭氧催化剂催化氧化系统包括依次连接的进水池、臭氧发生器、非负载型臭氧催化氧化池和产水池，臭氧发生器通过臭氧进气管、臭氧进气阀与非负载型臭氧催化氧化池连接，所述臭氧进气管上连接有钛盘；
所述进水池通过进水泵、进水管及进水阀与所述非负载型臭氧催化氧化池连接；
所述非负载型臭氧催化氧化池通过产水管、产水阀与所述产水池连接；
进水池内原水通过进水泵进入非负载型臭氧催化氧化池的进水渠，由上至下流经非负载型臭氧催化剂B、非负载型臭氧催化剂A、承托层、布水布气盘和承托板，臭氧发生器产生的臭氧通过钛盘由下至上流经非负载型臭氧催化剂A和非负载型臭氧催化剂B，在非负载复合催化剂的催化作用下，臭氧产生强氧化性的羟基自由基氧化降解原水中的有机物，反应初期打开回流阀、关闭产水阀，非负载型臭氧催化氧化池产水进入进水池，对非负载型臭氧催化剂B、非负载型臭氧催化剂A进行活化，并避免不合格产水外排；1～2天后，打开产水阀、关闭回流阀，非负载型臭氧催化氧化池产水进入产水池，非负载臭氧催化氧化系统正常运行；非负载型臭氧催化氧化池产生的臭氧尾气经臭氧尾气收集管进入臭氧尾气破坏器，破坏其中的臭氧后达标排放。
8.根据权利要求7所述使用方法，其特征在于，所述非负载型臭氧催化氧化池由上至下分为进水渠、非负载型臭氧催化剂B、非负载型臭氧催化剂A、承托层、布水布气盘和承托板。
9.根据权利要求6所述使用方法，其特征在于，当采用射流曝气时，所述非负载型臭氧催化剂催化氧化系统包括依次连接的进水池、非负载型臭氧催化氧化池、臭氧发生器和产水池，水射器通过臭氧进气管与臭氧发生器连接；
所述进水池通过进水泵、进水管及进水阀与所述非负载型臭氧催化氧化池连接；
所述非负载型臭氧催化氧化池通过产水管、产水阀与所述产水池连接；
所述非负载型臭氧催化氧化池出水渠通过循环进水管、循环进水阀与循环泵连接；
进水池内原水通过进水泵进入非负载型臭氧催化氧化池，原水与臭氧混合水在非负载型臭氧催化氧化池底部混合均匀后，由下至上流经承托板、布水布气盘、承托层、非负载型臭氧催化剂A、非负载型臭氧催化剂B和出水渠，实现臭氧催化氧化降解有机物；反应初期，待非负载型臭氧催化氧化池充满水后，关闭进水阀、产水阀，打开回流阀、混合水阀，对非负载型臭氧催化剂A、非负载型臭氧催化剂B进行活化，并避免不合格产水外排；1～2天后，打开进水阀、产水阀，非负载型臭氧催化氧化池产水进入产水池的同时，通过循环泵实现出水循环溶气，臭氧发生器产生的臭氧通过水射器溶于循环水中，非负载型臭氧催化氧化池产生的臭氧尾气经臭氧尾气收集管进入臭氧尾气破坏器，破坏其中的臭氧后达标排放。
10.根据权利要求9所述使用方法，其特征在于，所述非负载型臭氧催化氧化池由上至下依次包括出水渠、非负载型臭氧催化剂B、非负载型臭氧催化剂A、承托层、布水布气盘和承托板。
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2022
- 2022-01-24 CN CN202210081776.5A patent/CN114471603A/zh active Pending
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