CN101525177A - 活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法，其特征是先将过硫酸盐投放到盛有有机废水的反应容器中，混合溶解后置于频率2450MHz、功率为800W的微波发生器中辐射数分钟后完成，其中有机废水的可生化性指标BOD5/COD小于0.2，过硫酸盐的投加量与有机废水中有机物的摩尔比为10∶1－50∶1。过硫酸盐包括过一硫酸盐和过二硫酸盐。为提高有机废水的降解效率，在微波活化过硫酸盐处理难生化有机废水之前加入催化剂。其中催化剂的重量与有机废水的体积比为0.1－1。加入的催化剂是活性炭等。本发明的特点是处理时间短、无二次污染且设备占地面积小，对难生化有机废水可达到较好的处理效果。

Description

活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法
技术领域
本发明属于有机废水处理技术，具体涉及一种活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法。
背景技术
难生化有机废水是指利用普通生物降解较困难的废水，其可生化性指标BOD5/COD小于0.2。目前处理方法包括物理法、化学法和生物法。生物处理方法由于具有设备简单和运行费用低的优点而广泛应用于废水处理，但其设备占地面积大、处理周期长，特别是对一些难降解有机物，采用普通的生物法很难达到良好的处理效果，需驯化特殊菌种，处理较复杂。而传统的物理化学方法如絮凝和气提法等只是把污染物从液相转移到固相或气相，并没有完全消除有机污染物质，从而造成二次污染等问题。
基于硫酸根自由基的过硫酸盐活化技术是近年来发展起来的新型氧化技术，在环境领域的应用愈来愈广泛。过硫酸盐包括过一硫酸盐和过二硫酸盐，通常情况是指后者。过硫酸盐(M2S2O8，M＝Na、K、NH4)在水中电离产生的过硫酸根离子S2O8 2-在常温下反应速率较慢，对有机物的降解效果不明显，而过硫酸盐在加热条件下可被活化产生强氧化性的硫酸根自由基SO4 -·，该SO4 -·的氧化还原电位接近甚至高于高级氧化技术中的羟基自由基·OH，理论上可以降解大部分有机物，在难降解有机物的氧化过程中起到关键作用。但现有的加热活化过硫酸盐的技术供热系统复杂、加热不均匀、热损失严重、成本高，这些都阻碍了热活化过硫酸盐技术在有机废水处理中的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种活化过硫酸盐的方法处理难生化有机废水，以弥补已有技术的不足。
本发明考虑到过硫酸盐(M2S2O8，M＝Na、K、NH4)在水中电离产生的过硫酸根离子S2O8 2-在常温下反应速率较慢，对有机物的降解效果不明显，而研究发现，过硫酸盐在热效应以及微波的电磁效应下被活化产生强氧化性的硫酸根自由基SO4 -·，该SO4 -·在难降解有机物的氧化过程中起到关键作用。
又，由于微波具有加热均匀、热效率高、清洁无污染等优点，本发明是利用微波的电磁效应及其热效应，用微波活化过硫酸盐处理难生化有机废水。本发明还考虑到催化剂在活化过程中的优异效果，在微波活化过硫酸盐处理难生化有机废水之前又可加入活性炭、金属氧化物、硫化物、铁氧体或碳化硅催化剂以提高物质吸收微波的效率，进一步提高有机物降解效率。
本发明的方法是先将过硫酸盐投放到盛有有机废水的反应容器中，混合溶解后置于频率为2450MHz、功率为800W的微波发生器中辐射加热数分钟后完成，其中过硫酸盐的投加量与有机废水的摩尔比为10∶1--50∶1。
为了提高有机废水的降解效率，在微波活化过硫酸盐处理难生化有机废水之前加入催化剂，其中催化剂的重量与有机废水的体积比为0.1-1。
显然，本发明处理时间短、加热均匀、无二次污染、启动和停止加热非常迅速、无需复杂设备，对难生化有机废水可达到较好的处理效果。
具体实施方式
本发明考虑到染料废水在难生化有机废水中占很大比例，染料废水中的有机污染物大部分含一个或多个-N＝N-(偶氮)，其化学性质较稳定，废水成分复杂，是公认的高浓度难生化有机废水。因此，本发明选择偶氮染料金橙II作为污染物的代表，研究金橙II溶液的降解在一定程度上可以代表难生化有机废水的降解，因此下面实施例中的有机废水选用金橙II溶液。
本发明的处理方法是先将过硫酸盐与金橙II溶液以摩尔比为10∶1-50∶1混合置于反应容器中，再采用频率为2450MHz、功率为800W的微波辐射加热8分钟后完成。
加入催化剂的反应液，在微波活化过硫酸盐处理难生化有机废水之前加入催化剂，加入的催化剂的重量与有机废水的体积比为0.1、1。其中催化剂可以选择活性炭、金属氧化物、硫化物、铁氧体或碳化硅。考虑到活性炭、金属氧化物、硫化物、铁氧体具有较强吸附能力，在提高微波吸收能力的同时，也吸附降解有机污染物质。
实施例1
低浓度有机废水金橙II溶液的处理实例。
取印染废水金橙II溶液250mL，浓度为20mg/L；过硫酸钠用量0.034g(与金橙II摩尔比10∶1)；先将过硫酸钠投放到盛有金橙II溶液的反应容器中，混合溶解后置于频率为2450MHz、功率为800W的微波发生器中辐射加热2-8分钟后完成。
实验结果
  微波辐射时间(min)   金橙II降解率(％)
  0   0
  2   4
  3   60
  4   97
  5   99
  8   100
实施例2
高浓度有机废水金橙II溶液的处理实例。
取印染废水金橙II溶液250mL，浓度为1000mg/L；过硫酸钠用量4.247g(与金橙II摩尔比25∶1)；先将过硫酸钠投放到盛有金橙II溶液的反应容器中，混合溶解后置于上述的微波发生器中辐射加热2-8分钟后完成。
实验结果
 微波辐射时间(min)   金橙II降解率(％)
 0   0
 2   6
 3   23
 4   98
 5   99
 8   100
实施例3
催化剂加入高浓度有机废水金橙II溶液的处理实例。
取印染废水金橙II溶液250mL，浓度为500mg/L；过硫酸钠用量4.247g(与金橙II摩尔比50∶1)；加入催化剂活性炭0.025g、0.25g；先将过硫酸钠和活性炭投放到盛有金橙II溶液的反应容器中，混合后置于上述微波发生器中辐射加热2-8分钟后完成。
实验结果
Figure A20081023845600061
显然，在微波活化过硫酸钠处理有机废水金橙II溶液之前加入催化剂活性碳后，金橙II降解率进一步提高。
上述的微波发生器可用家用微波炉改装。

Claims (4)

1、一种活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法，其特征在于先将过硫酸盐投放到盛有有机废水的反应容器中，混合溶解后置于频率为2450MHz、功率为800W的微波发生器中辐射加热2-8分钟后完成，其中有机废水的可生化性指标BOD5/COD小于0.2，过硫酸盐的投加量与有机废水中有机物的摩尔比为10∶1--50∶1。
2、如权利要求1所述的活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法，其特征在于上述过硫酸盐是过一硫酸盐或过二硫酸盐。
3、如权利要求1所述的活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法，其特征在于上述微波活化过硫酸盐处理难生化有机废水之前加入催化剂以提高有机废水的降解效率，其中催化剂的重量与有机废水的体积比为0.1-1。
4、如权利要求3所述的活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法，其特征在于上述加入的催化剂是活性炭、金属氧化物、硫化物、铁氧体或碳化硅。
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