氧化物组成的致密膜，制备成催化剂Fex0yHz (z > 1);
催化03氧化性能:某化工园区污水处理厂二级生化出水，C0D为140 mg/Lo 0 3催化氧化池停留时间为20min ;03投加量为100mg/L，催化剂堆积密度为200 kg/M3。催化氧化反应后C0D为50 mg/L,去除率达64%，形成铁化合物总铁量为20 mg/L。后续混凝沉淀单元，投加PAM为1 mg/L,出水C0D为48 mg/L,总铁小于2.0 mg/L。
[0019]实施例3:浓硫酸短时钝化改性步骤(1)同实施例步骤(1)。
[0020]取步骤(1)除油除锈后的铁肩，使用浓度为98%的H2S04浸泡，在摇床上浸泡在开口容器中钝化反应0.5 hr，取出后清洗干燥，表面形成由铁的羟基氧化物组成的致密膜，制备成催化剂Fex0yHz (z > 1);
催化03氧化性能:某化工园区污水处理厂二级生化出水，C0D为130 mg/Lo 0 3催化氧化池停留时间为20min ;03投加量为90mg/L，催化剂堆积密度为200 kg/M3。催化氧化反应后C0D为65 mg/L,去除率达50%，形成铁化合物总铁量为45 mg/L。后续混凝沉淀单元，投加PAM为1 mg/L,出水C0D为60 mg/L,总铁小于2.0 mg/L。
[0021]实施例4:浓硫酸长时钝化改性步骤(1)同实施例步骤(1)。
[0022]取步骤(1)除油除锈后的铁肩，使用浓度为98%的H2S04浸泡，在摇床上浸泡在开口容器中钝化反应5.0 hr，取出后清洗干燥，表面形成由铁的羟基氧化物组成的致密膜，制备成催化剂Fex0yHz (z > 1);
催化03氧化性能:某化工园区污水处理厂二级生化出水，C0D为140 mg/Lo 0 3催化氧化池停留时间为20min ;03投加量为95mg/L，催化剂堆积密度为200 kg/M3。催化氧化反应后C0D为56 mg/L,去除率达60%，形成铁化合物总铁量为20 mg/L。后续混凝沉淀单元，投加PAM为1 mg/L,出水C0D为50 mg/L,总铁小于2.0 mg/L。
[0023]实施例5:强碱短时钝化改性步骤(1)同实施例步骤(1)。
[0024]取步骤(1)除油除锈后的铁肩，使用浓度为30%的NaOH溶液浸泡，在摇床上浸泡在开口容器中钝化反应1.0 hr，取出后清洗干燥，表面形成由铁的羟基氧化物组成的致密膜，制备成催化剂Fex0yHz (z > 1);
催化03氧化性能:某化工园区污水处理厂二级生化出水，C0D为135 mg/Lo 0 3催化氧化池停留时间为20min ;03投加量为100mg/L，催化剂堆积密度为200 kg/M3。催化氧化反应后C0D为48 mg/L,去除率达64%，形成铁化合物总铁量为20 mg/L。后续接触过滤单元，投加PAM为1 mg/L,出水C0D为45 mg/L,总铁小于1.0 mg/L。
[0025]实施例6:强碱长时钝化改性步骤(1)同实施例步骤(1)。
[0026]取步骤(1)除油除锈后的铁肩，使用浓度为30%的NaOH溶液浸泡，在摇床上浸泡在开口容器中钝化反应10.0 hr，取出后清洗干燥，表面形成由铁的羟基氧化物组成的致密膜，制备成催化剂Fex0yHz (z > 1);
催化03氧化性能:某化工园区污水处理厂二级生化出水，C0D为140 mg/Lo 0 3催化氧化池停留时间为20min ;03投加量为105mg/L，催化剂堆积密度为200 kg/M3。催化氧化反应后C0D为42 mg/L,去除率达70%，形成铁化合物总铁量为15 mg/L。后续接触过滤单元，投加PAM为1 mg/L,出水C0D为40 mg/L,总铁小于1.0 mg/L。
[0027]实施例7:铁肩未改性步骤(1)同实施例步骤(1)。
[0028]取步骤⑴除油除锈后的铁肩，直接作为臭氧催化剂使用；
催化03氧化性能:某化工园区污水处理厂二级生化出水，C0D为120 mg/Lo 0 3催化氧化池停留时间为20min ;03投加量为120mg/L，催化剂堆积密度为200 kg/M3。催化氧化反应后C0D为66 mg/L,去除率为45%，形成铁化合物总铁量高达80 mg/L。后续混凝沉淀单元，投加PAM为1.5 mg/L,出水C0D为60 mg/L,总铁小于2.0 mg/L。
[0029]实施例8:未改性铁肩长期使用后催化性能步骤(1)同实施例步骤(1)。
[0030]取步骤(1)除油除锈后的铁肩，作为臭氧催化剂使用，使用120 hr后性能基本稳定，在表面形成一定量的铁的轻基氧化物，以Fex0yHz (z > 1)表示。
[0031]催化03氧化性能:某化工园区污水处理厂二级生化出水，C0D为120 mg/L。0 3催化氧化池停留时间为20min ;03投加量为110mg/L，催化剂堆积密度为200 kg/M3。催化氧化反应后COD为60 mg/L,去除率为50%，形成铁化合物总铁量达50 mg/L。后续混凝沉淀单元，投加PAM为1.5 mg/L,出水COD为58 mg/L,总铁小于2.0 mg/L。
【主权项】
1.铁肩表面改性制备臭氧氧化催化剂的方法，其特征在于具体步骤如下: (1)选取金属加工中产生的废料铁肩，对其进行除油除锈预处理； (2)将步骤(1)得到的铁肩使用强酸或强碱改性，得到所述的臭氧氧化催化剂；所述强酸采用硝酸硫酸，所述强碱采用氢氧化钠； 采用硝酸改性:将步骤(1)得到的铁肩放置于开口容器中用ΗΝ03浸泡，所述开口容器放置于摇床上，所述铁肩通过HNOji化反应0.5?3.0 hr，取出后清洗干燥；改性后铁肩表面形成一定量的铁的羟基氧化物，以FexOyHz (z > 1)表示；所述!^03的浓度为65%-68%的HN03； 采用硫酸改性:将步骤(1)得到的铁肩放置于开口容器中用H2S04浸泡，所述开口容器放置于摇床上，所述铁肩通过凡304钝化反应1.0?5.0 hr，取出后清洗干燥；改性后铁肩表面形成一定量的铁的羟基氧化物，以FexOyHz (z > 1)表示；所述比504的浓度为98%的H2S04； 采用氢氧化钠改性；将步骤(1)得到的铁肩放置于开口容器中用NaOH溶液浸泡，所述铁肩通过NaOH溶液钝化反应1.0?10.0 hr，取出后清洗干燥；改性后铁肩表面形成一定量的铁的羟基氧化物，以FexOyHz (z > 1)表示；所述NaOH溶液的浓度为30%。2.一种如权利要求1所述的铁肩表面改性制备臭氧氧化催化剂的方法得到的臭氧氧化催化剂用于制造催化氧化反应器，其特征在于具体为:将臭氧氧化催化剂通过使用油压机将堆积密度压缩至50?500 kg/M3形成固定填料反应床，臭氧布气装置置于填料下方；在保证布水均匀，不发生水流短流的情况下，控制水力停留时间等于催化氧化时间，一般为10?40分钟；由此构成催化氧化反应器。3.一种如权利要求1所述的铁肩表面改性制备臭氧氧化催化剂的方法得到的臭氧氧化催化剂用于制造催化氧化反应器，其特征在于具体为:将步骤(1 )得到的铁肩作为臭氧氧化催化剂，通过使用油压机将堆积密度压缩至50?500 kg/M3形成固定填料反应床，臭氧布气装置置于填料下方；在保证布水均匀，不发生水流短流的情况下，控制水力停留时间等于催化氧化时间，一般为10?40分钟；由此构成催化氧化反应器。
【专利摘要】本发明涉及一种铁屑表面改性制备臭氧氧化催化剂的方法。（1）通过化学改性在铁屑表面形成纯化层，其主要成分为铁的羟基氧化物，以FexOyHz（z>1）表示，从而形成对O3的异相催化氧化机制；(2)未经表面强酸、强碱改性的铁屑，在废水中O3长期氧化时，同样会形成铁的羟基氧化物，以FexOyHz（z>1）表示。本发明制备的催化剂催化臭氧氧化时，对一般工业废水二级生化处理出水COD的去除率在50～80%之间，足以满足国家新的排放标准要求，故不影响应用价值。
【IPC分类】C02F1/78, C02F1/72, B01J23/745, C02F1/52, C02F101/30, B01J37/12
【公开号】CN105396590
【申请号】CN201510733013
【发明人】马鲁铭, 马捷汀, 陈林
【申请人】同济大学, 南京铭宁水处理科技有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月3日