一種臭氧催化氧化催化劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種臭氧催化氧化催化劑及其應用。
【背景技術】
[0002] 煉油廢水是石油煉制與加工過程中產(chǎn)生的一類廢水。由于原油的種類多，因此，煉 油廢水水質(zhì)成分復雜，且變化較大，可生化性差，COD、N&-N濃度高，生化處理工藝容易受到 沖擊，處理效果不穩(wěn)定。
[0003] 隨著國家節(jié)能減排工作的推進，國家和地方先后出臺了更加嚴格的排放標準和減 排指標。然而，一方面，由于排放標準不斷提高，污染物的去除率要求便不斷提高，另一方 面，企業(yè)減排壓力越來越大，解決運一問題的關鍵是研發(fā)煉油廢水深度處理與回用技術，在 將達標排放的廢水深度處理降低污染物的排放濃度的同時，還可將其回用到循環(huán)冷卻水系 統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)水減排的目標，一舉兩得。
[0004] 臭氧氧化技術是處理煉油廢水集成工藝中極其重要的一個環(huán)節(jié)，該技術利用催化 劑的催化作用，能將臭氧快速分解成徑基自由基，徑基自由基非常活潑，能將廢水中難分解 的醇、酬、有機酸和醋類物質(zhì)繼續(xù)氧化分解，對有機污染物氧化更加徹底，去除效率高。
[0005] 然而，在將現(xiàn)有技術提供的催化劑用于臭氧催化氧化技術中時存在各種各樣的缺 陷，例如，公開號為CN101982237A中公開的一種處理煉油廢水臭氧催化氧化催化劑的制備 方法，該方法采用無定形氧化侶與徑基氧化鐵粉末形成的混合物進行造粒、養(yǎng)護、烘干、賠 燒后得到成品催化劑，該催化劑的制備方法簡便且綠色環(huán)保，然而，使用該催化劑處理煉油 廢水時催化劑的使用壽命短，且催化效率等性能不佳。利用公開號為CN102923913A中所設 及的催化劑處理煉油廢水時也存在上述催化劑使用壽命短W及催化性能不佳的缺陷。
[0006] 因此，開發(fā)一種新的物化性能穩(wěn)定的非均相臭氧催化氧化催化劑顯得尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種新的物化性能穩(wěn)定的臭氧催化氧 化催化劑，而且，本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑還具有廉價、工藝簡單、綠色環(huán)保、使用 壽命長W及催化活性高的優(yōu)點。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種臭氧催化氧化催化劑，該催化劑包括載體和 負載在所述載體上的活性組分和助劑，所述載體包括丫-氧化侶，所述活性組分元素包括 Fe、Μη、Cu和Co,所述助劑元素包括Ce和Mg。
[0009] 另一方面，本發(fā)明還提供一種本發(fā)明所述的催化劑在處理高酸重質(zhì)原油加工廢水 中的應用。
[0010] 本發(fā)明提供的臭氧催化氧化催化劑能夠長時間地維持穩(wěn)定的物化性能，而且本發(fā) 明所述的臭氧催化氧化催化劑具有廉價、工藝簡單、綠色環(huán)保、使用壽命長W及催化活性高 的優(yōu)點。例如，通過本發(fā)明的測試例的結果還可W看出，采用本發(fā)明所述的催化劑處理高酸 重質(zhì)原油加工廢水持續(xù)6個月后，本發(fā)明的催化劑的物化數(shù)據(jù)W及負載量的變化不大，說 明本發(fā)明所述的催化劑的性能穩(wěn)定。而且，從本發(fā)明的實施例和測試例的數(shù)據(jù)可w看出：利 用本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑處理高酸重質(zhì)原油加工廢水時，出水CODcr的去除率 明顯高于用對比例中的催化劑處理高酸重質(zhì)原油加工廢水時的出水CODcr去除率。
[0011] 優(yōu)選情況下，將本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑用于處理高酸重質(zhì)原油加工廢 水時，不僅能使企業(yè)廢水達標排放，還可將其回用到循環(huán)水冷卻水系統(tǒng)，為企業(yè)實現(xiàn)減排目 標提供技術支持。
[0012] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予W詳細說明。
【具體實施方式】
[0013] W下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0014] 在本發(fā)明中，需要特別說明的是，在沒有相反說明的情況下，所述化、MnXu、Co、Ce 和Mg均是代表相應的元素。
[0015] 在本發(fā)明中，所述"第一"和"第二"僅用于區(qū)分，不代表先后次序，本領域技術人 員不應理解為對本發(fā)明的技術方案的限制。
[0016] 一方面，本發(fā)明提供了一種臭氧催化氧化催化劑，該催化劑包括載體和負載在所 述載體上的活性組分和助劑，所述載體包括丫-氧化侶，所述活性組分元素包括化、Μη、化 和Co,所述助劑元素包括Ce和Mg。
[0017] 在本發(fā)明中，作為載體的丫-氧化侶可W為球形。
[001引在本發(fā)明中，對所述活性組分的種類沒有特別的要求，可W為本領域內(nèi)常規(guī)使用 的含有本發(fā)明的包括化元素、Μη元素、化元素和Co元素在內(nèi)的一種或者多種化合物，優(yōu)選 為包括化元素、Μη元素、化元素和Co元素在內(nèi)的氧化物，即所述活性組分優(yōu)選為所述活性 組分元素的氧化物。在本發(fā)明中，只要所述活性組分至少能夠提供化元素、Μη元素、化元 素和Co元素即可，優(yōu)選所述活性組分為所述活性組分元素的氧化物。
[0019] 在本發(fā)明中，對所述助劑的種類沒有特別的要求，可W為本領域內(nèi)常規(guī)使用的含 有本發(fā)明的包括Ce元素和Mg元素在內(nèi)的一種或者多種化合物。在本發(fā)明中，只要所述助 劑至少能夠提供Ce元素和Mg元素即可。
[0020] 本發(fā)明前述描述的含有載體和負載在載體上的活性組分和助劑的臭氧催化氧化 催化劑具有廉價、使用壽命長催化活性高W及催化性能穩(wěn)定的優(yōu)點。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑，其中，W所述催化劑的總重量計，所述活 性組分元素 W氧化物計的總含量可W為6-12重量％ ;優(yōu)選地，所述活性組分元素 W氧化物 計的總含量為8-10重量％。在本發(fā)明中，所述活性組分元素 W氧化物計的總含量是指，本 發(fā)明的所述臭氧催化氧化催化劑中所含有的所有活性組分元素 W其相應的氧化物計時的 總含量。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑，其中，W所述催化劑的總重量計，所述助 劑元素 W氧化物計的總含量可W為1. 5-2. 5重量％;優(yōu)選地，所述助劑元素 W氧化物計的總 含量為1. 8-2. 2重量％。在本發(fā)明中，所述助劑元素 W氧化物計的總含量是指，本發(fā)明的所 述臭氧催化氧化催化劑中所含有的所有助劑元素 W其相應的氧化物計時的總含量。
[0023] 在本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑中，所述化、Μη、化和Co的含量可W相同或 不同。優(yōu)選情況下，在本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑中，且w所述催化劑的總重量計， 所述化、Μη、化和Co W氧化物計的含量可W分別為1.5-2. 5重量％，更加優(yōu)選地，所述化、 Μη、化和Co W氧化物計的含量可W分別為1. 8-2. 2重量％。
[0024] 在本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑中，所述Ce和Mg的含量可W相同或不同。 優(yōu)選情況下，在本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑中，且W所述催化劑的總重量計，所述Ce 和Mg W氧化物計的含量可W分別為0. 7-1. 5重量％，更加優(yōu)選地，所述Ce和Mg W氧化物 計的含量可W分別為0. 9-1. 1重量％。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑，其中，所述催化劑的比表面積可W為 270-290m2/g，優(yōu)選為 274-285m2/g。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑，其中，所述催化劑的孔容可W為 0. 4-0. 55mL/g，優(yōu)選為0. 44-0. 51mL/g。在本發(fā)明中，所述孔容是指Ig催化劑中的總孔容 積，也就是常規(guī)意義中的比孔容。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑，其中，所述催化劑的孔徑可W為 6-7. 8nm，優(yōu)選為6. 4-7. 3nm。在本發(fā)明中，所述孔徑是指催化劑中的孔直徑。
[0028] 本發(fā)明對上述含有載體和負載在載體上的活性組分和助劑的臭氧催化氧化催化 劑的制備方法沒有特別的限定，本領域技術人員可W通過采用本領域內(nèi)常規(guī)使用的催化劑 的制備方法制備得到。例如，在本發(fā)明中，可W將含有本發(fā)明所述的活性組分元素的化合物 W及含有本發(fā)明所述的助劑組分元素的化合物溶于水或其它溶劑中，并與所述載體接觸， 使得所述活性組分元素和所述助劑元素負載在所述載體上，然后進行常規(guī)的干燥和賠燒操 作即可W獲得本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑。
[0029] 特別優(yōu)選情況下，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)采用如下方法制備得到的臭氧催化氧化催 化劑的催化性能更加穩(wěn)定，催化劑的催化活性更高。因此，本發(fā)明提供如下優(yōu)選的制備方法 W制備本發(fā)明所述的臭氧催化氧化催化劑。
[0030] 一