[发明专利]一种钯/铁颗粒催化脱氯处理含氯废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理及水污染防治领域技术，具体地说涉及一种钯/铁颗粒催化脱氯处理水中含氯有机物的方法。

背景技术

钯/铁颗粒虽被证实能够有效地处理水中含氯有机物，但存在一定的缺陷，即在反应过程中，铁水反应生成的Fe²⁺及Fe²⁺可能氧化生成的Fe³⁺极易与水中的OH^-结合，在钯/铁颗粒表面易形成铁钝化层，覆盖颗粒表面的反应位，使得反应活性随反应进行降低明显，阻碍反应持续快速进行。将钯/铁颗粒纳米化，增大其比表面积能提高其对含氯有机物的处理效率，但纳米颗粒稳定性不高极易聚合成团降低反应活性。而对钯/铁纳米颗粒以稳定剂进行稳定化或者以载体负载的改进方法虽提高了钯/铁纳米颗粒稳定性及反应活性，仍存在处理液与颗粒分离困难的问题。

发明内容

为了解决钯/铁颗粒在处理含氯有机物过程中表面易钝化的难题，本发明在于提出了一种提高钯/铁颗粒常温常压下还原脱氯水中含氯有机物（如2,4-D）效率的方法，其目的是实现溶液中游离的 Fe²⁺(可能含Fe³⁺)快速去除，防止铁钝化层的形成。该方法工艺简单，条件温和，铁和EDTA损耗小，对钯/铁颗粒还原脱氯效率提高显著，处理后钯/铁颗粒与水易分离。

本发明采用的技术方案是：

一种钯/铁颗粒催化脱氯处理含氯废水的方法，所述含氯废水为含有含氯有机物的废水，所述方法为：钯/铁颗粒在厌氧环境下，搅拌下催化脱氯含有含氯有机物的废水，所述钯/铁颗粒的用量以废水的体积计为5~20 g/L，所述钯/铁颗粒中钯与铁的质量比为0.05~0.1:100，所述废水中含氯有机物的初始浓度为0.1~60mg/L，其特征在于反应过程中以每克钯/铁颗粒对应0.1-0.4 mmol/h EDTA的投加速率向反应液中不断滴加EDTA水溶液，跟踪检测至反应完全，磁性分离除去钯/铁颗粒，得到脱氯处理后的水。

本发明方法可用于处理废水中各种含氯有机物的催化脱氯，如2,4-二氯苯氧乙酸、2,4-二氯苯酚，其中2,4-二氯苯氧乙酸较难催化脱氯，因此本发明主要以2,4-二氯苯氧乙酸的脱氯为研究方向，但本发明方法同样适用其他含氯有机物的脱氯处理过程。

本发明所述含氯有机物优选为2,4-二氯苯氧乙酸（简称2,4-D）。

本发明所述每克钯/铁颗粒对应0.1-0.4 mmol/h EDTA的投加速率向反应液中不断滴加EDTA水溶液，对应每克钯/铁颗粒，EDTA的投加速率为0.1-0.4 mmol/h，即对于Mg钯/铁颗粒，EDTA的投加速率为M×（0.1-0.4） mmol/h 。EDTA可配成不同浓度(Nmol/L)的EDTA水溶液，根据反应液中钯/铁颗粒的用量Mg、EDTA水溶液的浓度Nmol/L，以及设定的EDTA投加的物质的量的速率，可以计算得到EDTA水溶液滴加的体积速率=M×(0.1-0.4) /N (mL/h)。本领域技术人员公知这种计算方法。

较为优选的，对应5g钯/铁颗粒，所述反应过程中优选以20mL/h的速率向反应液中不断滴加浓度为25~100 mmol/L的EDTA水溶液。

本发明所述反应过程中，是指反应开始时即开始滴加EDTA水溶液，不断滴加EDTA水溶液直至反应结束。

所述废水的初始pH值为3.2- 8.9，优选3.2~6.5，最优选为pH4.2。废水的初始pH值较低时有利本发明实施。但废水的初始pH值过低，如低于3.2以下，对Fe的消耗量及对反应器损伤较大。本领域技术人员公知钯/铁颗粒的适用pH值范围。

本发明反应的反应温度通常为20-40℃，优选20-30℃，最优选30℃。。

本发明所述搅拌的速度通常为150-250 rpm。

所述钯/铁颗粒的用量以废水的体积计为5~20 g/L，优选10 g/L。

本发明所述厌氧环境是钯/铁颗粒脱氯处理废水时的必需环境，本领域技术人员公知的条件，一般通入氮气以保持厌氧环境。

所述废水中含氯有机物的初始浓度为0.1~60mg/L，本发明方法中，出于研究的需要，模拟废水中含氯有机物的初始浓度较高，为20~60 mg/L，处理效果经验证极佳，在实际水污染处理工业中，可根据废水中含氯有机物的实际含量调整钯/铁颗粒的投加量，并相应调节EDTA的投加量。本发明同样能够达到很高的脱氯效率。