CN101985371A

CN101985371A - 一种超声降解氯酚类废水的方法

Info

Publication number: CN101985371A
Application number: CN 201010529349
Authority: CN
Inventors: 徐宁; 陆嘉昂; 姜伟立; 韩萍芳; 吕效平
Original assignee: Nanjing Tech University; Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science
Current assignee: Nanjing Tech University; Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-03-16

Abstract

本发明涉及一种超声降解含氯酚类废水的方法，将质量浓度为10^-3～400mg/L的氯酚类污染物水溶液加入氧化剂，在低频超声波的作用下进行降解5～30分钟。降解效率高，成本低，适用范围广，工业应用前景大。

Description

一种超声降解氯酚类废水的方法

技术领域

本发明涉及一种低频超声降解氯酚废水的方法，具体是指化工工业废水，医药废水中氯酚的超声氧化组合降解工艺。

背景技术

氯酚类化合物被广泛地应用于木材防腐剂，杀虫除草剂，而且在世界范围内每年的产量非常高，但是其能对自然环境和生物健康造成很大的危害，并且其化学稳定性较强。因此，必须对氯酚进行无害化处理和处置。

目前处理氯酚废水的方法有很多，常用的有生物降解法、直接氧化法、吸附法、萃取法等。但生物降解法的作用时间很长，通常要几天到几十天，并且高浓度的氯酚废水会使生物死亡，生物降解过程难以进行。直接氧化法主要包括臭氧氧化、光催化氧化、Fenton氧化等，臭氧直接氧化的效果较差，处理能力弱；光催化氧化法对于透光率差的工厂废水，效果不佳；Fenton试剂中，通常用的FeSO₄价格也较为昂贵，不适合大规模应用。吸附法法通常利用活性炭作为吸附剂，这种方法工艺简单，但用久了的活性炭需要高温再生，造成能耗较高，水耗也较大，而且反复再生，也给操作带来不便。萃取法处理实际工厂废水时，也很容易使得萃取剂溶于废水，很难找到合适的萃取剂萃取废水中的氯酚。

发明内容

本发明的目的在于公开一种工艺简单，降解速度快，且降解效果佳的超声降解氯酚类废水的方法。

本发明的技术方案：为了达到上述目的，本发明采用氧化剂，在低频超声波组合工艺对氯酚废水进行降解。一种超声降解氯酚类废水的方法，其具体步骤如下：将质量浓度为10^-3～400mg/L的氯酚类污染物的水溶液中加入氧化剂，使得废水中氧化剂的浓度为氯酚浓度的0.1％～2％，然后在10kHz～40kHz的低频超声波的作用下降解5～30分钟。最后对处理后的废水进行取样分析，发现水样中的氯酚浓度达到国家的排放标准。

处理的废水至少含有氯酚、二氯酚、三氯酚、四氯酚或五氯酚中的任意一种。所述的频超声波的作用时的温度为0℃～40℃。

优选氧化剂的加料方式为匀速加入，加料总时间为2～8分钟。优选氧化剂至少为双氧水、Fenton试剂、KMnO₄、O₃或ClO₂中的任意一种。

有益效果：

1.本发明采用的是在10kHz～40kHz低频超声波，该种超声波设备很容易购买到，价格不高，功率非常大，可以一次性处理大量的废水，且设备的可靠性高，可以长期运转。

2.氧化剂价廉易得，而且由于本发明中涉及到的氧化剂浓度非常低，最小的为小于1ppm(废水中氯酚类化合物浓度的0.1％)。

3.本发明的降解方法简单，降解设备占地很小，节省基建费用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程简图；

图2为处理五氯酚废水的降解效果图；其中◇为2mg/L双氧水单独作用，□为20kHz超声波单独作用，△为2mg/L双氧水与20kHz超声波联合作用；

图3为单独用KMnO₄、超声波及其联用处理2，4，6-三氯酚废水的降解效果图；其中◆为3.6mg/L的KMnO₄单独作用，■为20kHz超声波单独作用，▲为3.6mg/L的KMnO₄与20kHz超声波联合作用；

图4为单独用O₃、超声波及其联用处理2，4-二氯酚废水的降解效果图；其中-为4.8mg/L的O₃单独作用，*为20kHz超声波单独作用，×为4.8mg/L的O₃与20kHz超声波联合作用；

图5为单独用组合氧化剂(Fenton试剂和ClO₂，其质量浓度比为2∶1)、超声波及其联用处理氯酚废水(4-氯酚与2，3，5，6-四氯酚，其质量浓度比为1∶1)废水的降解效果图；其中+为20ppm的组合氧化剂单独作用，●为40kHz超声波单独作用，○为20ppm的组合氧化剂与40kHz超声波联合作用。

具体实施方案

请参阅图1，在自然环境下，将含10^-3～400mg/L的氯酚类污染物的水溶液加入废水混合槽，氧化剂的加入量控制在氯酚浓度的0.1％～2％。利用水泵将废水混合槽中液体泵入超声降解反应器中，超声的频率选取在10kHz～40kHz，处理5、7、10、20、30、60、90分钟后，泵入收集槽中并取样分析，发现经本发明工艺处理后，5～30分钟左右的降解后，氯酚的达到排放标准，测定达标后排放。

下述实施方案能更好地说明本发明的内容，但本发明不限于下述实例。

实施例1

请参阅图2。我们做了对比试验，一种含200mg/L的五氯酚废水中单独用20kHz超声波装置处理，单独用双氧水试剂处理(浓度为五氯酚的1％，约2mg/L)，和20kHz超声波装置与双氧水试剂(约2mg/L)联合降解处理。不同的方法的降解效果对比参阅图2。

由图2说明，单独用双氧水试剂处理(浓度为五氯酚的1％，约2mg/L)，处理90分钟后降解效果不明显。单独用20kHz超声波装置处理，效果尚可，氯酚的含量达到42mg/L。20kHz超声波装置与双氧水试剂(约2mg/L)联合降解处理后，约10分钟就几乎测不到氯酚的浓度，提高降解速度2～7倍。

实施例2

请参阅图3。我们做了对比试验，一种含300mg/L的2，4，6-三氯酚废水中只用18kHz超声波装置处理，只用KMnO₄试剂处理(浓度为2，4，6-三氯酚的1.2％，约3.6mg/L)，和18kHz超声波装置与KMnO₄试剂(约3.6mg/L)联合降解处理。

处理结果表明，单独用KMnO₄试剂(约3.6mg/L)处理，处理65分钟后降解效果不明显。单独用18kHz超声波装置处理，效果一般，2，4，6-三氯酚的含量达到56mg/L。18kHz超声波装置与KMnO₄试剂(约3.6mg/L)联合降解处理后，约7分钟就几乎测不到2，4，6-三氯酚的浓度，提高降解速度3～8倍。

实施例3

请参阅图4。我们做了对比试验，一种含400mg/L的2，4-二氯酚废水中单独用10kHz超声波装置处理，单独用O₃试剂处理(浓度为2，4-二氯酚的1.2％，约4.8mg/L)，和10kHz超声波装置与O₃试剂(约4.8mg/L)联合降解处理。

处理结果表明，单独用O₃试剂处理(约4.8mg/L)，处理70分钟后降解效果不明显。单独用10kHz超声波装置处理，效果一般，2，4-二氯酚的含量达到156mg/L。10kHz超声波装置与O₃试剂(约4.8mg/L)联合降解处理后，约5分钟就几乎测不到2，4-二氯酚的浓度，提高降解速度3～9倍。

实施例4

请参阅图5。我们做了对比试验，配置氯酚混合液，4-氯酚与2，3，5，6-四氯酚，的质量浓度比为1∶1，总浓度为10mg/L；配置组合氧化剂，Fenton试剂和C1O₂的质量浓度比为2∶1，总质量浓度为氯酚的0.2％，约20ppm。

在处理一种含氯酚混合液废水时，单独用40kHz超声波装置处理，单独用组合氧化剂处理，和40kHz超声波装置与组合氧化剂联合降解处理。

处理结果表明，单独用组合氧化剂处理(20ppm)，处理80分钟后降解效果不明显。单独用40kHz超声波装置处理，效果尚可，氯酚的含量达到5.4mg/L。40kHz超声波装置与组合氧化剂(20ppm)联合降解处理后，约10分钟就几乎测不到五氯酚的浓度，提高降解速度3～9倍。

Claims

1.一种低频超声降解氯酚类废水的方法，其具体步骤如下：将质量浓度为10^-3～400mg/L的氯酚类污染物水溶液加入氧化剂，使得废水中氧化剂的质量浓度为氯酚质量浓度的0.1％～2％，10kHz～40kHz超声作用下降解5～30分钟。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：处理的废水至少含有氯酚、二氯酚、三氯酚、四氯酚或五氯酚中的任意一种。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的废水超声处理时的温度为0℃～40℃。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于氧化剂的加料方式为匀速加入，加料总时间为2～8分钟。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于氧化剂至少为双氧水、Fenton试剂、KMnO₄、O₃或ClO₂中的任意一种。