[发明专利]一种采用仿酶Fe3O4/Fe0/焦炭再生处理POPs废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于POPs废水处理技术领域。具体涉及一种采用仿酶Fe₃O₄/Fe⁰/焦炭再生处理POPs废水的方法。

背景技术

持久性有机污染物（PersistentOrganicPollutants，简称POPs）是指人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链(网)累积、并对人类健康造成有害影响的化学物质。POPs废水具有高毒、持久、生物积累和远距离迁移性。焦化废水是典型的污染物浓度高、成分复杂、处理量大且难生化处理的POPs废水，其COD高，色度较深，可生化性差。经过传统的生化处理法——活性污泥法处理后的出水中仍含有较高浓度的难生物降解的多环芳烃、杂环芳烃等有机污染物，COD和色度很难达到工业再生水标准，直接排放会造成环境生态的严重污染和毒害。故需要对生化工艺处理后的废水进行深度处理，以实现废水的再生循环利用。

当前国内外焦化废水深度处理技术按处理原理可分为生物化学法和物理化学法。其中，生物化学法包括生物强化技术、氧化塘法；物理化学法包括吸附法、膜分离法、高级氧化法等。但这些方法都不同程度存在处理成本高、运行维护复杂、易二次污染等问题，限制其实际应用。因此，开发绿色、经济、操作简单的焦化废水处理方法是实现焦化废水再生处理的有效途径之一。

仿酶类Fenton技术催化降解废水中有机物是一种新型技术，如“一种仿酶型水处理剂的制备方法”（CN102350300A）专利技术，该技术的特点是用廉价的原料制备出仿酶型水处理剂，可以解决催化剂回收困难以及产生二次污染的问题。但存在制备过程复杂、可操作性欠佳、处理废水水质COD范围窄和需要增加预处理工艺等不足。尽管仿酶类Fenton技术的研究引起人们的广泛关注，但对焦化废水的再生处理的应用研究鲜有报道。

发明内容

本发明旨在克服已有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、可操作性强、成本低、处理时间短和处理效果显著的采用仿酶Fe₃O₄/Fe⁰/焦炭再生处理POPs废水的方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案的步骤是：

步骤一、预催化处理

先按硫酸︰POPs废水的体积比为1︰（500~1000），将POPs废水和硫酸加入到预催化反应塔中，搅匀，得到酸化的POPs废水；然后按质量浓度为0.6~1.2g/L，将仿酶Fe₃O₄/Fe⁰/焦炭催化剂加入到酸化的POPs废水中，搅拌5~10min，得到待预催化处理的POPs废水；再按H₂O₂︰待预催化处理的POPs废水的体积比为1︰（100~500），将H₂O₂加入到待预催化处理POPs废水中，在15~40℃条件下，搅拌10~20min，得到预催化处理后的POPs废水悬浮液。

步骤二、后续催化处理

将所述预催化处理后的POPs废水悬浮液自流入后续催化反应塔，按质量浓度为0.4~0.8g/L，将仿酶Fe₃O₄/Fe⁰/焦炭催化剂加入到后续催化反应塔中，搅拌5~10min，得到待后续处理的POPs废水悬浮液；再按H₂O₂︰待后续处理的POPs废水悬浮液的体积比为1︰（200~1000），将H₂O₂加入到待后续处理的POPs废水悬浮液中，在15~40℃条件下，搅拌10~20min，得到后续催化处理后的悬浮液。

步骤三、磁分离

将所述后续催化处理后的悬浮液在磁场强度为0.1~0.3T的条件下静置10~30min，然后将下层的仿酶Fe₃O₄/Fe⁰/焦炭催化剂经回流管返回至预催化反应塔循环使用，将上层清液作为工业再生水使用。

所述仿酶Fe₃O₄/Fe⁰/焦炭催化剂中的Fe₃O₄︰Fe⁰︰焦炭的质量比为4︰3︰2.4。

所述POPs废水的COD为150~1000mg/L，POPs废水的色度为300~1000倍。

所述硫酸的浓度为1mol/L。