一種高濃度有機廢水預處理方法

2023-06-18 11:58:26

專利名稱：一種高濃度有機廢水預處理方法
技術領域：
本發明涉及有機化工、印染等廢水處理技術領域，具體指一種高濃度有機廢水預 處理方法。
背景技術：
隨著工業發展，廢水中難降解有機化合物與日俱增，危害環境安全和人類健康。 高濃度有機廢水中通常含有大量難降解的有機物，COD含量、色度等高於國家排放標準。 Fenton試劑對許多有機物都是一種十分有效的氧化劑，幾乎可以氧化所有的有機物。微波 具有較強的穿透能力，能直接加熱反應分子，可以降低反應活化能和分子的化學鍵強度，大 大提高反應活性。微波技術是近年來興起的一項新的研究領域，它具有快速、高效、無二次 汙染的特點。近年來，微波誘導催化氧化技術，在環境工程中尤其在廢水處理方面得到了廣 泛的應用。近年來，高級氧化技術在處理難生物降解廢水方面取得了一定的進展，尤其是 Fenton試劑作為一種強氧化劑去除廢水中的有機汙染物效果顯著。Fenton試劑法是一種 採用過氧化氫為氧化劑，以亞鐵鹽為催化劑的均相催化氧化法，在酸性條件下，反應中產生 的HO ·是一種氧化能力很強的自由基，具有較高的氧化還原電位，能迅速的氧化廢水中的 汙染物而無選擇性，可使廢水中的有機結構發生碳鏈裂解，使難於生物降解的大分子有機 物裂解為易於微生物降解的小分子有機物，或者完全礦化為CO2和H20。與其它氧化工藝相 比，Fenton試劑氧化法具有運行成本低、工藝簡單、操作簡便和在常溫常壓下反應的特點。根據Fenton試劑氧化降解有機物的機理和途徑，HO ·是氧化有機物的有效因子， 而二價鐵、過氧化氫及廢水的酸鹼性決定了 HO ·的產率，即決定了降解有機汙染物廢水的 程度，因此溶液的PH值、催化劑的種類及投加量、H2O2的投加量、投加方式以及體系的反應 時間都影響Fenton實際處理難降解有機物廢水的程度。同時對於不同的廢水水質在相同 的條件下有不同的處理效果，其最佳處理條件隨著處理水質的變化而變化。微波技術起源於20世紀30年代，最初應用於通訊領域。1967年，N. H. Willians 報導了用微波加快化學反應的實驗結果，將微波技術引入了化學，並逐漸形成了微波化學 新領域。微波技術在20世紀80年代得到了迅猛的發展，將微波技術應用於環境汙染是近 年來興起的一項新的研究領域，因其快速、高效、無二次汙染等特點而備受環境研究者的 青睞。微波是指波長為0. ΟΟΓ πι,頻率為30(Γ300000ΜΗζ的一種電磁波。自從微波這種
新能源問世以來，它與光、電儀器在社會生產、生活各個領域得到廣泛的應用，微波具有很 強的穿透作用，能直接加熱反應物分子，改變體系的熱力學函數，降低反應的活化能和分子 的化學鍵強度，大大提高反應活性，已在有機合成、環境化學、高分子降解等領域得到廣泛 研究和應用。隨著處理技術理論的不斷完善、材料設備的不斷改進，微波誘導催化氧化技術必 將成為一種經濟、高效、具有廣闊發展前景的廢水處理技術。目前，國內外一些學者也開始對微波促進Fenton試劑法處理有機廢水進行了有益的探索，研究表明，微波輻射可提高 Fenton試劑降解有機汙染物的反應速率和去除率，並可以降低反應活化能。將微波引入 Fenton反應，對於利用Fenton反應高級氧化技術處理廢水，提高其處理效率具有顯著的意 義。

發明內容
本發明的目的在於開發一種新型高效微波-Fenton試劑聯合降解高濃度有機廢 水與處理技術，以降低相關企業汙水處理成本，提高企業效益。本發明的技術方案為
一種高濃度有機廢水的預處理方法，其特徵在於所述方法包括以下步驟
(1)於持續攪拌的廢水中加入稀H2SO4溶液或NaOH溶液調節廢水初始pH值至3；
(2)在微波功率600-700W，微波輻射時間5-15min條件下，向廢水中加入二價鐵鹽Fe2+ 及過氧化氫H2O2，調節廢水pH值至9. 5-10，其中H2O2與Fe2+的摩爾比為60-90 :1。H2O2與Fe2+的摩爾比較佳值為75:1。高濃度有機廢水中COD去除率為83%。高濃度有機廢水中色度去除率為100%。本發明所述方法的處理效果穩定可靠，操作簡便易行，運行成本較低，適合於有機 化工企業、印染或其它類似企業排放的高濃度有機廢水的預處理。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述。實施例1
一種高濃度有機廢水的預處理方法，包括以下步驟
(1)於持續攪拌的廢水中加入稀H2SO4溶液或NaOH溶液，調節廢水初始pH值至3；
(2)在微波功率600W，微波輻射時間5min條件下，向廢水中加入二價鐵鹽Fe2+及過氧 化氫H2O2，調節廢水pH值至9. 5，其中H2O2與Fe2+的摩爾比為70 :1。實施例2:
一種高濃度有機廢水的預處理方法，包括以下步驟
(1)於持續攪拌的廢水中加入稀H2SO4溶液或NaOH溶液，調節廢水初始pH值至3；
(2)在微波功率700W，微波輻射時間15min條件下，向廢水中加入二價鐵鹽Fe2+及過氧 化氫H2O2，調節廢水pH值至10，其中H2O2與Fe2+的摩爾比為80 :1。實施例3:
一種高濃度有機廢水的預處理方法，包括以下步驟
(1)於持續攪拌的廢水中加入稀H2SO4溶液或NaOH溶液，調節廢水初始pH值至3；
(2)在微波功率650W，微波輻射時間IOmin條件下，向廢水中加入二價鐵鹽Fe2+及過氧 化氫H2O2，調節廢水pH值至9. 5，其中H2O2與Fe2+的摩爾比為75:1。實施例4:
一種高濃度有機廢水的預處理方法，包括以下步驟
(1)於持續攪拌的廢水中加入稀H2SO4溶液或NaOH溶液，調節廢水初始pH值至3；
(2)在微波功率620W，微波輻射時間Smin條件下，向廢水中加入二價鐵鹽Fe2+及過氧化氫H2O2，調節廢水pH值至10，其中H2O2與Fe2+的摩爾比為90 1。 通過以上方法，高濃度有機廢水中C O D去除率為83%，色度去除率為100%。
權利要求
1.一種高濃度有機廢水的預處理方法，其特徵在於所述方法包括以下步驟(1)於持續攪拌的廢水中加入稀H2SO4溶液或NaOH溶液，調節廢水初始pH值至3；(2)在微波功率600-700W，微波輻射時間5-15min條件下，向廢水中加入二價鐵鹽Fe2+ 及過氧化氫H2O2，調節廢水pH值至9. 5-10，其中H2O2與Fe2+的摩爾比為60-90 :1。
2.根據權利要求1所述一種高濃度有機廢水的預處理方法，其特徵在於=H2O2與Fe2+的 摩爾比較佳值為75 :1。
3.根據權利要求1所述一種高濃度有機廢水的預處理方法，其特徵在於高濃度有機 廢水中COD去除率為83%。
4.根據權利要求1所述一種高濃度有機廢水的預處理方法，其特徵在於高濃度有機 廢水中色度去除率為100%。
全文摘要
一種高濃度有機廢水的預處理方法，包括於持續攪拌的廢水中加入稀H2SO4溶液或NaOH溶液調節廢水初始pH值至3；在微波功率600-700W，微波輻射時間5-15min條件下，向廢水中加入二價鐵鹽Fe2+及過氧化氫H2O2，調節廢水pH值至9.5-10，其中H2O2與Fe2+的摩爾比為60-901。本發明的目的在於開發一種新型高效微波-Fenton試劑聯合降解高濃度有機廢水與處理技術，以降低相關企業汙水處理成本，提高企業效益。
文檔編號C02F9/08GK102001780SQ20101056185
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者喻劍兵, 崔麗, 張愛玲, 李瑩, 梁吉豔, 王新 申請人:瀋陽工業大學