[发明专利]低浓度有机污染物的水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除有机污染物的水处理方法，具体地涉及利用吸附和高级氧化技术处理水中微量有机污染物的方法，可以去除水中低浓度、高毒性、生物难降解的有机污染物，适用于水源受污染的给水系统或污水的高级处理。

背景技术

由于化学试剂、药物的普及施用，使大量有毒有机污染物排入水中，稀释后变为痕量或超痕量污染物(如激素类，农药，染料，氯代物，酚类，表面活性剂等)，毒性大，难于降解，在自然界存在时间长，严重危害人类健康。目前对含有有机污染物的水处理办法有化学氧化法、吸附法、光催化氧化法等。普通的化学方法是通过化合物之间反应使污染物分解，所以需要另外向体系加入化学试剂，对于微量、痕量污染体系，反而引入了新的污染源。吸附法最典型的是活性碳吸附法，利用活性碳内部的孔洞形成的较大比表面积，表面生成的许多官能团，构成活性中心，使活性碳具有很强的物理和化学吸附能力，能够去除水中的污染物，活性炭的进一步发展为生物活性碳法，即从单纯利用活性炭的物理化学吸附作用到利用其为生物载体，发挥微生物的生物降解作用，去除水中可降解的有机污染物，生物活性碳法存在的缺陷是：活性炭价格高，强度低，再生周期长，且再生时损失大，运行费用较高，且对处理有机污染物有明显的选择性。中国专利881000597，为了降低运行费用，提出用石英砂、沸石或陶粒等粒状惰性材料作为吸附材料，得到与活性炭同样的效果。中国专利2004100802935，提出一种复合天然微孔材料污水处理剂，利用硅藻土、沸石、膨润土等多种天然微孔材料的吸附、絮凝、过滤复合作用，为降低吸附材料的选择性，可以处理含多种污染物的污水，同时降低运营成本。但是，上述处理方法中对于有毒的、生物难降解的微量有机物污染，(包括染料有色污染)的处理效果不理想，且吸附材料的再生周期长，再生损失大。

近年来发展起来的高级氧化技术是以产生氧化自由基为主体，使其进攻大分子有机物并与之反应，从而将有机分子结构破坏直至分解为二氧化碳和水，达到高效降解有机有毒污染物的目的。其中光-Fenton法是高级氧化技术之一，它是在酸性条件下，以亚铁离子为催化剂，由过氧化氢产生的高活泼氧自由基促使C-C或C-N单(双)键氧化，断裂分解的反应。氧化反应的发生是由于·OH具有较高的氧化电位(+2.8)，能氧化绝大多数有机物。此法可以彻底除去水中化学耗氧量、色度和有机污染物。在可见光或紫外光照射下，Fenton反应速度会大大加快，过氧化氢分解速度快，因而氧化速率较高。《分子催化杂志》1999年144卷77页的文章“可见光照射的光-Fenton降解染料”(Wu，K.；Xie，Y；Zhao，J.；Hidaka，H.Photo-Fenton degradation of a dye under visible lightirradiation，J.Mol.Catal)。此外近年来发展起来的TiO2光催化氧化法亦属于高级氧化技术，利用二氧化钛的光催化性能对有机物进行降解。

利用分子筛负载光催化剂并通过高级氧化技术将有机物降解，是Fenton技术的发展，即：Photo-Fenton法，目的是发挥催化剂的效能，有关此类的文献如：《水处理信息报导》2005年6期6页孙红文，吕俊岗等的文章“Fenton法与光Fenton法降解2，4-D的研究”；《环境污染治理技术与设备》2002年3卷2期20～22页中张乃东黄君礼的文章“强化UV/Fenton法降解水中苯酚的研究”，虽然上述高级氧化方法对于大多有机废水有较好的降解作用，但对于处理微量或痕量有机污染水，利用Photo-Fenton法会浪费大量光能、催化剂，成本大大增加，从而使此法不经济。因此提高高级氧化技术的光能和催化剂的利用效率是该处理方法的研究重点之一。

发明内容

本发明为提高高级氧化技术对含有微量或痕量有机污染水的处理效能，把高效的吸附富集与高级氧化技术结合，提供一种处理效率高，适用处理范围广、成本低的对含有低浓度、有毒、生物难降解的有机污染物的水处理方法。