[发明专利]一种活化双氧水氧化降解废水有机污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用活化双氧水氧化降解废水有机污染物的方法，具体是采用碳酸氢盐为催化剂活化双氧水降解废水有机污染物的方法。

背景技术

随着生产规模的不断扩大及工业技术的飞速发展，含有毒有害难降解有机废水的污染源日益增多。处理这类废水的方法主要包括生物法、物理法和化学法。利用现有的生物处理方法，对可生化性差或具有生物毒性的有机废水较困难；物理法处理只是将污染物质从一处转移到另一处，并没有从本质上去除污染物；化学法可将污染物直接矿化或者通过氧化提高污染物的可生化性，具有较好的应用前景，尤其是基于活化双氧水Fenton技术(Pignatello JJ，Environment Science&Technology，2006)及其改进体系，如光助Fenton(CN1636893)，电Fenton(CN1789150)，Fenton/O₃(CN101311130)，Fenton/超声波(CN1546395)等，已成为当前废水处理一个主流方法。它们的特点是通过反应产生高活性的羟基自由基，使有机污染物降解和矿化为二氧化碳和水。这些技术具有氧化能力强、选择性小、反应速率快等特点，但使用的催化剂存在着许多缺陷，如：(1)如使用大量过渡金属离子或氧化物作催化剂(CN10284236)，容易带来二次污染；(2)H₂O₂利用率不足；(3)反应溶液的有效pH值被限制在一定范围内；(4)催化剂制备复杂，设备价格昂贵等，限制了它们在实际废水处理的大量应用。本发明使用的以碳酸氢盐为催化剂活化双氧水体系能生成具有较强氧化能力的过碳酸盐，能有效克服上述“Fenton类高级氧化技术”的缺陷，是一种绿色廉价的活化双氧水有效去除污染物反应体系。碳酸氢盐在废水处理中一般作为配制缓冲溶液使用，对以产生羟基自由基的高级氧化技术还有很强的抑制作用；目前国内还未见碳酸氢盐催化活化双氧水使用在氧化降解废水有机物的报道。

发明内容

本发明针对现有技术的催化剂，制备复杂，价格昂贵等缺陷，提供一种以碳酸氢盐为催化剂，或以碳酸氢盐为主催化剂加少量过渡金属盐为助催化剂，活化双氧水降解废水有机污染物的方法。

本发明的方法具体表述如下：

将双氧水与作为活化双氧水的碳酸氢盐催化剂，或碳酸氢盐催化剂加过渡金属盐助催化剂，与待处理的有机废水在反应池里混合搅拌，催化剂的使用浓度为0.01～200g/L；助催化剂中过渡金属离子的使用浓度为0.01～5mg/L，双氧水的使用浓度为0.1～100g/L，反应温度为5～80℃，反应时间为5分钟～48小时；以双氧水消耗完毕为反应的终点。

作为活化双氧水的碳酸氢盐催化剂是下列化和物之一：以碱金属锂，钠，钾离子；碱土金属镁、钙、铯、钡离子或NH₄⁺为活性阳离子的碳酸氢盐。

作为碳酸氢盐催化剂加过渡金属盐助催化剂，其中碳酸氢盐催化剂是下列化和物之一：以碱金属锂，钠，钾离子，碱土金属镁、钙、铯、钡离子或NH₄⁺为活性阳离子的碳酸氢盐；其中过渡金属离子助催化剂是下列化和物之一：以铁、锰或铜为活性阳离子，以氯离子、硝酸根离子、或硫酸根离子为阴离子的盐。

本发明的方法适用于处理含染料废水，含农药废水，含酚废水，含硫废水，城市生活废水和各种垃圾渗透液等。反应完成后，取反应后液体测定有机污染物的转化率和化学耗氧量的去除率，以此为指标评价反应效果。采用本发明的方法，对所处理的污水能起到完全脱色脱臭的效果，COD去除率可以达到25％～60％。本发明的优点是：(1)反应条件温和，处理效果好；(2)适用范围广，处理成本低，可以大规模使用；(3)环境友好，无二次污染，所述反应体系简单。

具体实施方式

例1.将50mL浓度为200mg/L的亚甲基蓝废水和2.1g碳酸氢钠一起加入到三角瓶中，磁力搅拌，保持恒定反应温度25℃，然后加入30％双氧水0.5mL，反应4小时以后，废水脱色率为100％，COD去除率为40％。

例2.按照上述实施例1的操作步骤，将50mL浓度为100mg/L的甲基橙废水和8.4g碳酸氢铵一起加入到三角瓶中，磁力搅拌，保持恒定反应温度70℃，然后加入30％双氧水0.5mL开始反应，反应0.5小时后，脱色率为100％。