[发明专利]一种处理杂环化合物废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于杂环生产废水处理领域，具体地说，涉及一种处理杂环化合物废水的方法。

背景技术

因杂环化合物的独特结构和性质，其在有机化合物尤其在有机药物合成中占有重要地位，广泛应用于医药、农药和其他重要的化工产品生产中，如作缓蚀剂，抗衰老药物和稳定剂等。由于杂环化合物在医药、化工、农药、香料和染料等行业的广泛应用以及这些行业废水的排放，含硫、含氮和含氧杂环化合物及其降解产物已在地表水、海水、沉积物和大气样品中检测到。这些物质不仅难生化降解，而且还会对微生物呈现出不同程度的毒性，甚至具有致畸、致癌和致突变性。因此，在废水排入生态环境之前进行脱毒及有效处理显得尤为重要。

即便上述杂环化合物对微生物会产生毒性，但是作为最传统和廉价的处理方法，生物法依旧成为该类废水处理的首选技术，大多数研究的重点均集中在污染物的有效降解菌株或菌种的筛选与驯化方面。现有技术中已分离出一些有效降解菌种，但是待处理污染物的浓度和较长的处理周期极大地限制了生物法在杂环化合物废水处理中的有效应用。若能利用一种绿色、高效的处理技术使杂环化合物开环，使之转化为易于生化降解的有机酸，则可以避免杂环化合物对微生物产生毒性，同时克服了生物法难以有效处理杂环化合物废水的瓶颈问题。

使用一般的氧化剂如Cl₂或直接使用H₂O₂，不仅很难破坏，甚至还会生成一些毒性更强的中间产物。羟基自由基(·OH)是无二次污染的绿色氧化剂，其氧化电势仅次于氧化性最强的氟，可引起各种氧化性破环。Fenton氧化、光催化氧化和电化学氧化过程均已证实存在·OH。但Fenton氧化和光催化氧化过程需另加金属催化剂和其他试剂，且存在催化剂回收难、易造成二次污染的问题。

相比之下，电化学法具有其他方法无法比拟的优势，主要表现在反应条件温和、设备简便、易于实现自动化，反应的主要试剂为清洁的电子，不会引起二次污染。电化学法产生的·OH在酚类污染物的降解过程中的所达到的效果证实了·OH可使环状芳烃化合物开环，并使之转化为易于生化降解的羧酸，甚至矿化为CO₂和H₂O，从而大大降低了废水的毒性。这些研究成果为电化学技术用于杂环化合物的破环脱毒提供了重要依据。

中国专利申请(申请号：201110079986.2，申请公布号：CN 102225795A)公开了一种活性碳纤维电极无隔膜成对直接电氧化电还原脱色方法。但该方法所采用的普通电化学技术(如电极室间不添加离子交换膜的电氧化电还原技术即电解工艺)针对包括咪唑类和多氯联苯类等在内的杂环化合物废水仅有着较低的COD去除效果，而且它的开环效果很差，UV₂₅₄和毒性指标经处理后较原水反而上升，同时这种技术对于电极的阴极板有着很大的损害。

中国专利申请(申请号：201310444467.0，申请公布号：CN 103466852A)公开了一种污泥减量化的硝基甲苯生产废水电催化还原氧化预处理方法。该方法采用添加有离子交换膜的先电还原再电氧化技术，虽然对于阴极板的保护有着一定的作用，但是经其处理后的杂环废水UV₂₅₄和毒性指标基本没有降低，开环效果很差，BOD₅/COD值仍然很低。针对含咪唑类等在内的杂环化合物废水的处理方法直接采用电氧化还原或者含有离子交换膜的电氧化—还原—氧化和电还原—氧化技术，我们都做过相关实验对比，它们的处理效果都十分差。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对杂环废水毒性高和难处理的特点，常规的工艺效果差且易产生二次污染，无法实现经济高效的得到高质量水质；以及普通的电化学技术或者电化学技术最后一个阶段为电氧化的技术都无法有效处理杂环物质的问题，本发明提供了一种处理杂环化合物废水的方法。它可以实现：去除废水恶臭味，降低废水的COD和UV₂₅₄指标，提高BOD₅/COD值，减弱废水的生物毒性，为后续生化提供了有利条件。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本发明利用离子交换膜隔开的阴阳极电催化法，即采用先电氧化再电还原技术对含高盐高浓度含咪唑和多氯联苯类等在内的杂环化合物废水进行预处理，具体为一种处理杂环化合物废水的方法，其步骤为：

A、将待处理杂环化合物的废水通入到酸碱调节池中，调节废水的pH呈弱碱性，静置沉淀，去除在弱碱性条件下发生沉淀的物质；