一種複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法

2023-07-01 10:05:41 1

專利名稱：一種複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法
技術領域：
本發明屬於廢水處理領域，特別涉及一種複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法。
背景技術：
工業的發展造成了越來越嚴重的環境水汙染，水體中大量汙染物嚴重威脅著人類自身的健康。高級氧化技術是指通過化學或物理化學的方法，將水中的有機汙染物轉化為低毒、易生物降解的小分子物質，或者將有機汙染物直接礦化為C02、H2O及其它無機物。高級氧化技術通常被認為是利用其過程中產生的氧化能力極強的羥基自由基將汙染物氧化的。近年來，基於活化過硫酸鹽而產生硫酸根自由基的處理技術日益受到關注，其中的非均相活化過硫酸鹽技術克服了均相體系中金屬離子分離、回收困難的缺點，降低了金屬離子對出水的影響。但非均相活化技術對催化劑要求較高，只有特殊製備的催化劑才能高效活化過硫酸鹽產生活性自由基。電化學廢水處理技術是一種環境友好型技術，特別地，電場可以促進催化劑活性中心金屬不同價態的轉化，實現催化劑對過硫酸鹽的高效活化，且催化劑可以重複利用。

發明內容
針對背景技術中的現狀，本發明提供了一種複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法，技術方案如下:將四氧化三 鐵或a-FeOOH或SBA-15負載銅鐵氧化物作為催化劑與過二硫酸鹽投加到有機廢水中，得到反應液，在外加電場條件下對有機廢水進行處理。作為優選項:所述外加電場的電流為0.5 2.0Α。所述催化劑的投加量為0.lg/L lg/L。所述過二硫酸鹽濃度為3mmol/L 10mmol/L。所述反應液的pH值為3 10。本發明基於使用固體催化劑非均相活化過硫酸鹽技術對催化劑的要求高，普通的金屬氧化物或負載金屬氧化物活化效果有限等不足，通過外加電場，促進催化劑活性中心金屬不同價態的轉化，實現普通催化劑對過硫酸鹽的高效活化。同時本發明克服了均相催化劑在水中分離和回收困難的缺點，實現了催化劑的重複利用。而且，該法可以在接近中性的PH值條件下反應，大大拓寬了反應的pH範圍，減少了後續處理步驟。本發明與均相活化過硫酸鹽技術相比，對金屬氧化物或負載金屬氧化物催化劑沒有特殊要求，它們均能在電場作用下高效活化過硫酸鹽。而且催化劑易於回收，保證了處理後有效的固液分離，催化劑可以重複利用，金屬溶出低，降低了金屬離子對出水的影響。本發明方法的有益效果是:1、對催化劑沒有特殊要求，現有的普通金屬氧化物或負載金屬氧化物催化劑均可。
2、固體催化劑大大拓寬了反應pH值範圍，反應可以在接近中性條件下反應，減少了後續處理工藝。3、固體催化劑易於回收，保證了處理後有效的固液分離，催化劑重複利用性高。4、本工藝操作簡單易行，且去除效果較好。
具體實施例方式本發明以藥品和個人護理用品類(PPCPs)和偶氮染料類汙染物為典型的有機廢水。PPCPs類廢水包括各種各樣的化學物質，由於在日常生活中大量而頻繁地使用，導致PPCPs形成假性持續性現象。其中藥品類物質由於不能被人體或者動物完全吸收，暴露在環境中，對人類的健康和生存造成不利影響。偶氮染料是目前應用最廣泛的合成染料且難以被生物降解。偶氮染料具有毒性和致癌性，這使染料廢水的處理成為當今社會廣泛關注的問題。因此，實施例中選用降血脂藥氯貝酸和偶氮染料橙黃II分別作為PPCPs和染料汙染物的代表。下面通過實施例對本發明作進一步說明，闡明本發明的突出特點和顯著進步，僅在於說明本發明而絕不限於本發明。實施例1:在此實施例中，選取SBA-15負載銅鐵氧化物為催化劑，過硫酸鹽為氧化齊U，氯貝酸溶液為模擬PPCPs廢水。對比了催化劑單獨活化過硫酸鹽(1)，單獨電解(2)和催化劑在電場條件下活化過硫酸鹽(3)三個體系對氯貝酸的降解。在催化劑單獨活化過硫酸鹽體系中，反應60min後氯貝酸去除率僅為6.7%。在單獨電解體系中，氯貝酸的去除率達到66.4%。在電場條件下催化劑非均相活化過硫酸鹽體系中，氯貝酸幾乎可以完全去除(99.7%)。詳細之操作條件與處理結果如下所示:一、操作條件( I)催化劑單獨活化過硫酸鹽
氯貝酸溶液濃度:25mg/L氯貝酸廢水體積:200mLpH 值:6.5過二硫酸鹽濃度:10mmol/L催化劑投加量:0.5g/L(2)單獨電解體系陽極:Ti/Ru02-1r02平板電極陰極:鈦板平板電極電極規格:5X11.9cm氯貝酸溶液濃度:25mg/L氯貝酸廢水體積:200mLpH 值:6.5供電方式:直流電，IA( 3)在電場條件下催化劑非均相活化過硫酸鹽體系陽極:Ti/Ru02-1r02平板電極陰極:鈦板平板電極
電極規格:5XIL 9cm氯貝酸溶液濃度:25mg/L氯貝酸廢水體積:200mLpH 值:6.5催化劑投加量:0.5g/L過二硫酸鹽濃度:10mmol/L供電方式:直流電，IA二、實驗結果:
權利要求
1.一種複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法，其特徵在於:將四氧化三鐵或a -FeOOH或SBA-15負載銅鐵氧化物作為催化劑與過二硫酸鹽投加到有機廢水中，得到反應液，在外加電場條件下對有機廢水進行處理。
2.如權利要求1所述的複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法，其特徵在於:所述外加電場的電流為0.5 2.0A。
3.如權利要求1所述的複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法，其特徵在於:所述催化劑的投加量為0.lg/L lg/L。
4.如權利要求1所述的複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法，其特徵在於:所述過二硫酸鹽濃度為3 mmol/L 10mmol/L。
5.如權利要求1所述的複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法，其特徵在於:所述反應液的pH值為3 10。
全文摘要
本發明涉及一種複合活化過二硫酸鹽處理有機廢水的方法，操作方法是將四氧化三鐵或α-FeOOH或SBA-15負載銅鐵氧化物作為催化劑與過二硫酸鹽投加到有機廢水中，得到反應液，在外加電場條件下對有機廢水進行處理。本發明的固體催化劑易於回收，保證了處理後有效的固液分離，催化劑重複利用性高，本發明引入固體催化劑後，大大拓寬了反應pH值範圍，反應可以在接近中性條件下反應，減少了後續處理工藝。上述固體催化劑均可在本體系中實現對過硫酸鹽的高效活化，工藝操作簡單易行，且去除效果較好。
文檔編號C02F1/58GK103121746SQ20131008944
公開日2013年5月29日 申請日期2013年3月20日 優先權日2013年3月20日
發明者張暉, 鍾欣, 林恆, 張道斌 申請人:武漢大學