一種免合成非均相芬頓處理有機廢水的處理方法
2023-12-02 10:50:21 1
專利名稱：一種免合成非均相芬頓處理有機廢水的處理方法
技術領域：
本發明涉及環境汙染控制技術領域，尤其涉及ー種免合成非均相芬頓處理有機廢水的處理方法。
背景技術：
芬頓(Fenton )試劑一般是指Fe2+和H2O2構成的氧化體系，由法國科學家
H.J. H. Fenton於1894年發明，是ー種不需要高溫高壓，而且設備簡單的化學氧化水處理技術。早期芬頓試劑主要應用於有機分析化學和有機合成反應，1964年，Eisenhouser首次將芬頓反應作為廢水處理的技術運用，並在苯酚及烷基苯廢水處理實驗中獲得成功。傳統的芬頓反應會造成鐵離子流失，為解決這個問題，逐步發展起非均相芬頓反應，該反應體系通常是將催化性能最強的鐵離子負載到不同的載體上，在保持其催化活性同時獲得固-液分離能力、避免二次汙染。非均相芬頓反應體系具有反應效率高、有效PH範圍寬廣以及催化劑可再生利用等優勢，是ー項極具發展潛力的新型高級氧化工藝。目前，多相芬頓催化降解汙染物的過程是(1)製備催化劑，將鐵氧化物負載到活性炭、沸石分子篩、粘土等載體上；(2)催化降解，將負載型催化劑投入有機廢水中使用。在該過程中製備催化劑是關鍵的步驟，首先需要選擇合適的載體，要求比表面積大、穩定，並要經過一系列的負載過程，比如在膨潤土層間負載氧化鐵(Chemosphere. 2006, 65(7) : 1249-1255.)在反應的過程中溶解出Fe2+，參與芬頓反應。該過程會影響反應速度，並且負載的氧化鐵不可能全部溶解，這樣會影響反應效率。膨潤土是以蒙脫石(Montmorillonite)為主要礦物的粘土巖。蒙脫石是ー種含水的層狀鋁矽酸鹽礦物，由兩個矽氧四面體中間夾ー個鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成，屬於2 1型的三層粘土礦物。晶層間距離為0. 96^2. 14nm，這些納米片層團聚在一起，形成幾百納米到幾微米的粘土顆粒。膨潤土有很強的陽離子交換能力，在一定的物理-化學條件下，Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+、Cu2+等可相互交換。陽離子交換性是膨潤土的重要エ藝特性，利用這ー特性，可以對膨潤土進行改性，如製備膨潤土負載催化劑。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術中膨潤土負載芬頓催化劑合成エ藝複雜並且處理效率低的不足，提供ー種免合成非均相芬頓處理有機廢水的處理方法。為解決上述技術問題本發明採用的技術方案是ー種免合成非均相芬頓處理有機廢水的處理方法，其步驟如下在廢水中直接加入亞鐵離子鹽、H2O2和5(T200目的膨潤土粉末，膨潤土和廢水的固液質量比為I :ioo(Tioooo，亞鐵離子電荷摩爾數為所加入膨潤土陽離子交換量的5(Tl00%，比如膨潤土的陽離子交換量為lOOmmol/g，加入的亞鐵離子為lOmmol，其電荷為20mmol，加入的膨潤土量為0. 2g，膨潤土所能交換的陽離子量為20mmol，剛好能100%交換溶液中所存在的亞鐵離子，如果加入的膨潤土的量為0. 4g，則亞鐵離子電荷摩爾數為所加入膨潤土陽離子交換量的50%，Fe2+與H2O2的摩爾比為500 1000 :1，調節pH值到5 6，攪拌反應5"!Omin,沉澱固液分離,廢水可達標排放。步驟I)中所述的亞鐵離子鹽是水溶性亞鐵離子鹽，包括FeCl2或FeS04。本發明有益效果是
(I)省卻原來膨潤土負載氧化鐵催化劑在應用之前的一系列繁瑣的合成步驟。(2)有機廢水淨化處理時間縮短，效率提高。該過程中相當於在廢水中存在均相芬頓催化反應，相比傳統非均相芬頓反應速度要提高不少。(3)利用膨潤土的陽離子交換特性，在鐵離子發揮催化作用的同時將其交換到膨潤土層間，避免了鐵離子的流失，避免了水中鐵離子的汙染並提高了重複利用的可能性。
具體實施例方式以下進ー步提供本發明的3個實施例實施例I在IL濃度為30mg/L金橙II廢水中直接加入FeCl2、H2O2和50目的膨潤土粉末，Fe2+ H202=500 1 (摩爾比)，亞鐵離子電荷摩爾數為所加入膨潤土陽離子交換量的50%，膨潤土和廢水的固液比為I :10000(質量比)，調節pH值到6，攪拌反應lOmin，固液分離，測定得到的汙染物的去除率為91. 1% ;將分離得到的固體循環使用，加入到相同量的廢水中，加入相同量的H2O2，調節pH值到6，攪拌反應lOmin，沉澱固液分離，測定得到的汙染物的去除率為 90. 6%o對於同樣的廢水，在同樣條件下，加入FeCl2和H2O2,但未加入膨潤土，在相同的處理時間裡，汙染物去除率為75. 1%，且Fe2+無法重複利用。實施例2在IL濃度為30mg/L亞甲基藍廢水中直接加入FeS04、H2O2和200目的膨潤土粉末，Fe2+ =H2O2=IOOO 1 (摩爾比)，亞鐵離子電荷摩爾數為所加入膨潤土陽離子交換量的100%，膨潤土和廢水的固液比為I :1000(質量比)，調節pH值到5，攪拌反應5min，固液分離，測定得到的汙染物的去除率為93. 8% ;將分離得到的固體循環使用，加入到相同量的廢水中，加入相同量的H2O2，調節pH值到5，攪拌反應5min，沉澱固液分離，測定得到的汙染物的去除率為 92. Tl。對於同樣的廢水，在同樣條件下，加入FeSO4和H2O2,但未加入膨潤土，在相同的處理時間裡，汙染物去除率為71. 3%，且Fe2+無法重複利用。實施例3在IL濃度為30mg/L苯酚廢水中直接加入FeCl2,H2O2和200目的膨潤土粉末，Fe2+ H2O2=SOO 1 (摩爾比)，亞鐵離子電荷摩爾數為所加入膨潤土陽離子交換量的100%，膨潤土和廢水的固液比為I :2000 (質量比)，調節pH值到6，攪拌反應lOmin，固液分離，測定得到的汙染物的去除率為95. 1% ;將分離得到的固體循環使用，加入到相同量的廢水中，加入相同量的H2O2，調節pH值到5，攪拌反應lOmin，沉澱固液分離，測定得到的汙染物的去除率為93. 6%。 對於同樣的廢水，在同樣條件下，加入FeCl2和H2O2,但未加入膨潤土，在相同的處理時間裡，汙染物去除率為61. 9%，且Fe2+無法重複利用。
權利要求
1.一種免合成非均相芬頓處理有機廢水的處理方法，其特徵在於步驟如下 在廢水中直接加入亞鐵離子鹽、H2O2和5(T200目的膨潤土粉末，膨潤土和廢水的固液質量比為I :100(Tl0000，亞鐵離子電荷摩爾數為所加入膨潤土陽離子交換量的5(Tl00%，Fe2+與H2O2的摩爾比為500 1000 :1，調節pH值到5 6，攪拌反應5 lOmin，沉澱固液分離，廢水可達標排放。
2.根據權利要求I所述的免合成非均相芬頓處理有機廢水的處理方法，其特徵在於步驟I)中所述的亞鐵離子鹽包括FeCl2或FeS04。
全文摘要
本發明提供一種免合成非均相芬頓處理有機廢水的處理方法，其步驟如下在廢水中直接加入亞鐵離子鹽、H2O2和膨潤土粉末，膨潤土和廢水的固液質量比為11000~10000，亞鐵離子電荷摩爾數為所加入膨潤土陽離子交換量的50~100%，Fe2+與H2O2的摩爾比為500~1000∶1，調節pH值到5~6，攪拌反應5~10min，固液分離，廢水可達標排放。省卻原來膨潤土負載氧化鐵催化劑在應用之前的一系列繁瑣的合成步驟。有機廢水淨化處理時間縮短，效率提高。利用膨潤土的陽離子交換特性，在鐵離子發揮催化作用的同時將其交換到膨潤土層間，避免了鐵離子的流失，避免了水中鐵離子的汙染並提高了重複利用的可能性。
文檔編號C02F1/72GK102765800SQ20121028765
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月13日 優先權日2012年8月13日
發明者姚超, 李定龍, 李良銀, 馬建鋒 申請人:常州大學