[发明专利]一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境污染控制技术领域，尤其涉及一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法。

背景技术

1894年由Fenton所发现，亚铁离子（Fe²⁺）为过氧化氢（H₂O₂）的催化剂，产生一种高氧化能力的自由基，（氢氧自由基，·OH），将废水中的有机物最终氧化成二氧化碳和水以消除污染。利用电化学法产生的Fe²⁺和H₂O₂作为持续来源我们称之为电解芬顿法。电解槽通电时，铁阳极失去两个电子被氧化成Fe²⁺,Fe²⁺与加入的H₂O₂发生芬顿反应生成·OH。

在该体系中导致有机物降解的因素除·OH外，还有Fe²⁺、Fe³⁺，虽然部分Fe²⁺、Fe³⁺可水解成Fe(OH)₂、Fe(OH)₃可以沉淀下来，但仍然有大量的Fe²⁺、Fe³⁺仍然存在于废水中，这一方面带来水的铁离子污染，另一方面由于黄色铁的存在，会影响水的感官。

膨润土是以蒙脱石（Montmorillonite）为主要矿物的粘土岩。蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，由两个硅氧四面体中间夹一个铝（镁）氧（氢氧）八面体组成，属于2：1型的三层粘土矿物。晶层间距离为0.96~2.14nm，这些纳米片层团聚在一起，形成几百纳米到几微米的粘土颗粒。由于膨润土表面硅氧结构极强的亲水性及层间阳离子的水解，未经改性的膨润土吸附处理有机污染物的性能非常差。但膨润土有很强的阳离子交换能力，在一定的物理-化学条件下，不仅Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺等可相互交换，而且可以和有机阳离子（如阳离子表面活性剂）交换晶层间的阳离子。

将铁交换到膨润土层间，可以制备得到膨润土负载的铁催化剂（蒙脱石-铁(Ⅲ)催化剂的研究，河北大学学报(自然科学版)，2001，第1期，65页），具有较好的催化效果，但该过程复杂，需要搅拌、洗涤、烘干、活化等一系列步骤。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中电芬顿产生的铁离子难去除、污染物去除效率低、膨润土负载铁催化剂过程复杂的不足，提供一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法，步骤如下：

在电解槽中加入有机废水，再加入膨润土，电解槽阳极电极为铁电极，阴极电极为石墨电极，接通电解槽电流，整个过程中持续搅拌，反应结束后，沉淀分离，废水即可达标排放。

所述的膨润土为粉碎过50~100目筛的干燥膨润土。

所述的膨润土和废水的固液质量比为1：100~500。

所述的H₂O₂溶液用量为每升废水中加入0.1~0.2mL H₂O₂溶液，本发明所用的H₂O₂溶液为普通市售质量分数为30%的H₂O₂溶液。

所述的电解槽电流为5~40mA，每接通15~20min后，断开30~40min，循环操作，反应总时间3~6h。

所述的搅拌转速为50~150r/min。

本发明的有益效果是：

（1）电解中铁电极被逐步氧化进入溶液和加入的H₂O₂反应产生强氧化剂·OH，促进污染物分解。间歇通电可以节省不少电能。

（2）利用膨润土本身的吸附能力，将废水中的污染物吸附到固体表面，有利于电解。

（3）利用膨润土的阳离子交换性能，将电解产生的铁离子交换到膨润土层间，一方面可以降低废水中残存的铁离子浓度，另一方面可以得到具有催化活性的铁离子改性膨润土。

具体实施方式

以下进一步提供本发明的3个实施例：

实施例1