[发明专利]一种深度氧化低浓度芳香硝基化合物废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化氧化处理废水技术领域，具体地说是一种深度氧化低浓度芳香硝基化合物废水的方法。 

背景技术

过氧化氢（又称双氧水）和氧气作为最廉价、清洁的氧源成为氧化反应中研究和开发的热点。利用双氧水为氧化剂的氧化种类包括酸法氧化、生物降解、Fenton试剂氧化法、活性炭催化氧化，臭氧—过氧化氢化学氧化法等，该领域的研究较为活跃。 

随着我国工农业的迅猛发展，水中的有毒或难降解的有机物成分越来越多，而如何处理这类物质并提高其处理效果成为水处理行业中较为关注的课题。近年来人们广泛采用高级氧化技术（简称AOPs），即通过催化分解某些氧化剂（如H₂O₂、O₃等），产生氧化还原电位为2.8V且无选择性的羟基自由基（·OH），这种氧化性极强的自由基能使水中许多的有机污染物完全矿化或者部分分解，且降解效果显著。 

路路等人在“工业用水与废水”2006年第38卷第3期中发表了《Fenton试剂法氧化处理黄姜皂素废水》，原水COD的质量浓度为34676mg/L，色度为3500倍，在Fe²⁺的投加量2.92g/L（绿矾14.8g/L）,H₂O₂投加量70g/L，pH值为1左右，反应时间为0.5h的最佳条件下，COD和色度去除率分别达到91.15%和95.71%。铁与双氧水摩尔比为1：12，由于加入大量铁，氢氧化铁的絮凝作用显著，使其单位质量双氧水的COD的去除率较高。 

王成军等人在“工业用水与废水”2008年第39卷第2期中发表了《Fenton试剂法深度处理皮革废水生化出水的研究》，以加工生牛皮为主的皮革厂废水处理站生化出水为研究对象，研究了Fenton试剂对此废水的处理效果及影响因素。试验确定降解此类皮革废水生化出水的最佳条件为：pH值5.0，H₂O₂投加量600mg/L，Fe²⁺的投加量500mg/L，反应时间50min。在此条件下，当进水COD的质量浓度为333mg/L，色度为90倍时，COD和色度的去除率分别达到73.3％和98％。废水COD的质量浓度降至89mg/L，色度降至5倍以下，达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)皮革废水一级标准。铁与双氧水摩尔比为1：1.98，由于加入铁量较少，氢氧化铁的絮凝作用不显著，去除每千克COD，需要过氧化氢2.46Kg。 

在对模拟废水的研究中，由于污染物单一，影响因素少因而得到的Fenton试剂使用量与在实际废水中的应用相差很大。对实际废水的处理中去除单位质量的COD所消耗的H₂O₂和Fe²⁺较大，因而成本较高。另外Fe²⁺的投加量还将产生铁泥二次污染物。 

对于不同的难降解物，所需双氧水的的量有显著区别，易降解的消耗量就少，越难降解消耗量就大。因此，不同废水比较单位质量双氧水去除COD的量不具有可比性。由于铁离子在反应中起催化作用，它与双氧水量的比标志其效率的高低，同时参照单位质量双氧水去除COD的量，才能判定氧化方法的有效性。 

申请号为201010561856.8的中国发明专利公开了一种高浓度有机废水的预处理方法，包括：于持续搅拌的废水中加入稀H₂SO₄溶液或NaOH溶液调节废水初始pH值至3；在微波功率600-700W，微波辐射时间5～15min条件下，向废水中加入二价铁盐Fe²⁺及过氧化氢H₂O₂，调节废水pH值至9.5～10，其中H₂O₂与Fe²⁺的摩尔比为60～90：1。该发明的目的在于开发一种新型高效微波-Fenton试剂联合降解高浓度有机废水与处理技术，以降低相关企业污水处理成本，提高企业效益。可以看到，Fe²⁺的投加量降低了，但要增加微波投入，成本还是提高了。