CN102515314A - 利用碱式芬顿反应脱除氰化物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用碱式芬顿反应脱除氰化物的方法，调节待处理污水的pH至9-12，按常规方法加入双氧水和硫酸亚铁，另外加入铜氧化物作为催化剂。用铜氧化物作催化剂之后，破氰效果大大提高。

Description

利用碱式芬顿反应脱除氰化物的方法

技术领域

本发明属于环保污水处理技术领域，更具体地，涉及水处理中的芬顿反应，特别是用碱式芬顿反应脱除氰化物的方法。 

背景技术

1893年，化学家Fenton HJ发现，过氧化氢(H₂O₂)与二价铁离子Fe的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分显著。但此后半个多世纪中，这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太多重视。但进入20世纪70年代，芬顿试剂在环境化学中找到了它的位置，具有去除难降解有机污染物的高能力的芬顿试剂，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。因此，以后人们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应： 

Fe+H₂O₂→Fe+OH+·OH 

从上式可以看出，1mol的H₂O₂与1mol的Fe反应后生成1mol的Fe，同时伴随生成1mol的OH外加1mol的羟基自由基。正是羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。据计算在pH＝4的溶液中，OH·自由基的氧化电势高达2.73V。在自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。1975年，美国著名环境化学家Walling C系统研究了芬顿试剂中各类自由基的种类及Fe在Fenton试剂中扮演的角色，得出如下化学反应方程： 

H₂O₂+Fe→Fe+O₂+2H 

O₂+Fe→Fe+O₂· 

可以看出，芬顿试剂中除了产生1摩尔的OH·自由基外，还伴随着生成1摩尔的过氧自由基O₂·，但是过氧自由基的氧化电势只有1.3V左右，所以，在芬顿试剂中起主要氧化作用的是OH·自由基 

在电化学处理污水的过程中，常见的芬顿反应是在pH为3.8时，添加一定量的双氧水和硫酸亚铁，产生羟基自由基来实现污染物的去除；而当污水中含有氰化 物时，其在酸性条件下会产生氢氰酸有毒气体，因此，破氰必须在碱性条件下进行。而当碱性条件下发生芬顿反应时，其破氰效果并不理想。 

发明内容

本发明的目的是提供一种在碱性条件下进行的，用芬顿反应脱除氰化物的方法。 

本发明采用的技术方案是：利用碱式芬顿反应脱除氰化物的方法，调节待处理污水的pH至9-12，按常规方法加入双氧水和硫酸亚铁，其特征在于：另外加入铜氧化物作为催化剂。 

进一步地，所述的铜氧化物为Cu₂O和CuO的混合物，Cu₂O∶CuO为1∶0.5～5(摩尔比)。 

本发明的反应机理分析如下： 

在污水中，Cu与CN主要以络合态形式存在， 

等。 

H₂O₂氧化氰化物机理： 

CN^-+·OH+OH^-→OCN^-+H₂O 

铜的价态转换过程：形成氧化还原电对Cu²⁺←Cu⁺

Cu²⁺2CN^-＝Cu(CN)₂

2Cu(CN)₂＝2CuCN+(CN)₂

Cu⁺+H₂O₂＝Cu²⁺·OH+OH^-

可见，用铜氧化物作为催化剂，能更好地利用羟基自由基脱除氰化物。 

具体实施方式

实施例一 

待处理污水为金矿废水，处理前CN^-含量为30mg/L，调节其pH至10，常温下加入0.4％的H₂O₂和0.5％的硫酸亚铁，搅拌混合，反应20分钟后测得CN^-含量为0.2mg/L。 

实施例二 

待处理污水同实施例一，调节其pH至10，常温下加入0.4％的H₂O₂和0.5％的硫酸亚铁，0.1％的CuO和0.05％的Cu₂O，搅拌混合，反应5分钟后测得CN^-含量1为0.1mg/L。 

从以上对比可见，用铜氧化物作催化剂之后，破氰效果大大提高，能完成本发明的目的。 

Claims (2)

1.利用碱式芬顿反应脱除氰化物的方法，调节待处理污水的pH至9-12，按常规方法加入双氧水和硫酸亚铁，其特征在于：另外加入铜氧化物作为催化剂。

2.如权利要求1所述的利用碱式芬顿反应脱除氰化物的方法，其特征在于：所述的铜氧化物为Cu₂O和CuO的混合物，Cu₂O：CuO为1：0.5~5（摩尔比）。