[发明专利]利用Fe3O4活化过硫酸钾降解有机染料废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机染料废水的方法，特别是涉及一种采用化学氧化法处理有机染料废水的方法，应用于环境保护技术领域。 

背景技术

近年来，我国有限的水资源受到严重污染，生态环境中水平衡受到严重的破坏。而伴随染料生产和印染行业的发展，染料工业废水的排放量也急剧增多，据调查我国每年约有1.6亿立方米的染料废水排放进入水环境中，占到总排放废水的35％左右。染料废水具有色度大、有机污染物含量高、组分复杂、水质变化和生物毒性大，以及难生物降解，并朝着抗光解、抗氧化的方向发展等特点，使处理染料废水的难度进一步加大。 

当前有多种物理化学方法和生物方法均可用于有机染料废水的脱色降解处理，国内外常用于工业染料废水处理的方法有：生物处理法、化学絮凝法、化学氧化法、吸附法等。而这些传统的水处理方法具有效率低、成本高、易产生二次污染等局限性。近年来，高级氧化技术(AOPs)逐渐成为人们研究的热点，它利用氧化性很强的羟基自由基(·OH)来氧化降解水中的有机污染物。Chia-Chi Su(Chia-Chi Su，Massakul Pukdee-Asa.Effect of operating parameters on decolorization and COD removal of three reactive dyes by Fenton′s reagent using fluidized-bed reactor[J].Desalination，2011,278：211-218.)，Lucila I.Doumica(Lucila I.Doumica，Patricia M.Mineralization and efficiency in the homogeneous Fenton Orange Goxidation[J].Applied Catalysis B：Environmental，2013,142-143：214-221.)，专利申请公布号为CN102874915A的发明利用基于羟基自由基的高级氧化技术催化降解有利染料废水方面取得了一定成果。但是利用H₂O₂产生羟基自由基的高级氧化技术有其不足之处，如H₂O₂利用率不高，H₂O₂是液体不利于运输且价格较高；反应的最佳pH值在2～4之间，以至反应前通常需调节pH值；最为常用的Fenton试剂反应后生成的铁离子的分离进一步使得处理费用较高等。为克服羟基自由基反应的不足，当前研究中的用过渡金属离子活化过硫酸氢钾(PMS)产生硫酸根自由基降解有机染料成为研究热点，而过硫酸氢钾昂贵的价格又限制了这一领域的应用。而价格较为便宜的过硫酸钾(PS)也可以在过渡金属离子的活化作用下产生硫酸根自由基。目前，利用亚铁离子活化过硫酸钾产生硫酸根自由基的效率不高，亚铁离子的催化效率不够高，过硫酸钾不能催化分解完全，导致对有机染料废水的污染物的氧化降解效果受到影向。 

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种利用Fe3O4活化过硫酸钾降解有机染料废水的方法，利用Fe₃O₄活化过硫酸钾能快速高效地产生硫酸根自由基，氧化剂得到充分利用，催化剂的制备条件也较为简单且耗能较低，催化氧化降解反应后剩余的催化剂容易从体系中去除，具有较大的应用前景，工艺简单、操作方便、能在较宽的pH范围内(pH2.0～7.0)高效地降解有机染料废水中的难降解污染物。 

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案： 

一种利用Fe₃O₄活化过硫酸钾降解有机染料废水的方法，首先制备纳米Fe₃O₄为催化剂分散液，然后将纳米Fe₃O₄催化剂分散液加入到过硫酸钾溶液形成多相共存体系，而后使多相共存体系与有机染料废水反应，则多相共存体系中活化产生的硫酸根自由基通过氧化降解水中的有机污染物，来处理有机染料废水。