CN106186175A - 一种含磷废水的光化学降解的方法 - Google Patents
一种含磷废水的光化学降解的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106186175A CN106186175A CN201610593813.5A CN201610593813A CN106186175A CN 106186175 A CN106186175 A CN 106186175A CN 201610593813 A CN201610593813 A CN 201610593813A CN 106186175 A CN106186175 A CN 106186175A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphorus
- containing wastewater
- acid
- catalyst
- photochemical degradating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 80
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229960004275 glycolic acid Drugs 0.000 claims abstract description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 17
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 229910000329 aluminium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 159000000013 aluminium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 16
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims description 3
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 2
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N sodium peroxide Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][O-] PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- IYDIGKJHQKUYRZ-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2-hydroxyguanidine Chemical group CC(O)=O.NC(N)=NO IYDIGKJHQKUYRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 claims 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims 1
- -1 phosphate radical Chemical class 0.000 abstract description 25
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 21
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 17
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 abstract description 3
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- CMFNMSMUKZHDEY-UHFFFAOYSA-N peroxynitrous acid Chemical compound OON=O CMFNMSMUKZHDEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 abstract 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 abstract 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 17
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 5
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 4
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 3
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Chemical class 0.000 description 3
- 239000002184 metal Chemical class 0.000 description 3
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 238000013102 re-test Methods 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 2
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical compound [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 2
- QEWYKACRFQMRMB-UHFFFAOYSA-N fluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)CF QEWYKACRFQMRMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 125000005341 metaphosphate group Chemical group 0.000 description 2
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000005623 Carcinogenesis Diseases 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 235000009392 Vitis Nutrition 0.000 description 1
- 241000219095 Vitis Species 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036952 cancer formation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 231100000171 higher toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000155 iron(II) phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000004968 peroxymonosulfuric acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Polymers 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/026—Fenton's reagent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含磷废水的光化学降解的方法，以含磷废水中有机物降解和磷的沉淀去除为目标，其特征在于包括如下步骤：以过氧化物为氧化剂，以碳水化合物为引发剂，以亚铁离子为催化剂，以亚铁离子络合有机物羟基乙酸为稳定剂，以可溶性的铝盐或钙盐为磷酸根沉淀剂，在pH为2‑6的弱酸性条件下进行紫外光氧化降解。本发明是通过紫外光促芬顿反应分解过氧化物产生自由基，同时配合使用络合形态的催化剂，消除了磷酸根对催化剂的毒害，从而实现了含有大量磷酸根的高浓度有机废水的快速降解。本方法步骤简单，不需加热加压，易于控制；所用稳定剂的价格低廉，降解过程在温和条件下即实现了，是一种潜力巨大、绿色环保、高效经济的含磷废水的降解方法。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种含磷废水的光化学降解的方法。
背景技术
羟基自由基是自然界中氧化性仅次于氟气的物质，它能够有效的打断醚键、酯键甚至是碳碳双键及单键，可以被用于降解各种可溶的有机小分子。芬顿(Fenton)反应是产生羟基自由基的有效方法之一，因其反应迅速、反应温度和压力等条件温和的特点，成为当今国内外研究高浓度难降解工业有机废水处理的热点。比如含有酚类物质的废水，有较高的毒性，对人体有致癌作用，属于难降解的工业有机废水。芬顿反应用于处理苯酚、甲酚、氯代酚等多种酚类，效果均较好。在亚铁催化剂存在的情况下，双氧水可快速破坏酚结构，氧化过程中先将苯环分裂为二元酸，最后可以彻底氧化成二氧化碳和水。但是普通芬顿反应的缺点是有机物矿化程度不高,双氧水利用率低。为了改善这种状况，人们一般可以采取改进型的芬顿反应比如加入电解的电芬顿或加入紫外光催化的光助芬顿法来提高双氧水利用率和加快有机物的降解速度。
但是如果废水中含有除了如苯酚类难以降解的有机物之外，还含有磷酸根类的无机磷或者能被氧化成磷酸根的有机磷类的化合物，则现有两种改进型的芬顿氧化反应并不能有效发挥废水降解的作用。
羟基乙酸别名乙醇酸或甘醇酸，是最简单的脂肪族羟基酸，在自然界中主要存在于甘蔗甜菜及未成熟的葡萄中，但含量较低，可生物降解。羟基乙酸作为一种重要的有机合成中间体和化工产品，其广泛应用于金属螯合剂领域。羟基乙酸作为金属螯合剂，其络合效果远远好于传统的草酸溶液，而且其自身的稳定性能也更好。但是，目前尚 没有相关可行性技术将羟基乙酸应用于含磷废水处理。
本发明人的一项专利(申请号ZL201410479145.4)，其公开了一种由甘油制备羟基乙酸的方法。另一项专利(申请号201310375557.6)公开了一种由富含纤维素的生物质制备羟基乙酸的方法。这两项专利均描述了制备羟基乙酸的绿色低成本生产方法，因此将羟基乙酸的用途进行拓展是非常有前景的课题。
发明内容
针对现有技术的不足，以含磷废水中有机物快速降解和磷的去除为目标，本发明提供了一种含磷废水的光化学降解方法，其步骤为：向含磷废水中加入氧化剂、引发剂、催化剂、稳定剂和沉淀剂，然后将废水pH调节到弱酸性并在紫外光照条件下进行氧化降解；
其中，所述引发剂为碳水化合物；所述催化剂为亚铁离子；所述沉淀剂为可溶性的铝盐或钙盐；所述弱酸性为pH2-6。
所述稳定剂为羟基乙酸，或羟基乙酸与草酸的混合酸。
其中，所述含磷废水的光化学降解方法，以含磷废水中有机物降解和磷的沉淀去除为目标。
在pH2-6的pH范围内，羟基乙酸或其与草酸的混合酸跟亚铁离子的络合可以有效防止磷酸铁沉淀的生成，从而使溶液中的催化剂含量可以维持光化学反应(又称改进型的光促芬顿反应)降解废水所需羟基自由基浓度。同时加入钙离子或铝离子等比亚铁离子更易于跟磷酸根形成沉淀的试剂，从而彻底去除磷酸根对光化学反应体系的影响。
紫外光分解过氧化物的光化学反应是生成强氧化性的氢氧自由基的有效方法。作为优选的氧化剂为过氧化物，即含有过氧键-O-O-的化合物。所述过氧化物包括有机过氧化物和无机过氧化物。
其中，有机过氧化物通式为R-O-O-R'，其中，R和R'独立地选自：H、C1～C5的烷基、酰基、碳酸酯基等。进一步优选地，本发明的有机过氧化物选择过氧乙酸及碳数少于5的烷基以确保所述氧化 剂在水中的溶解度。
无机过氧化物分为离子型过氧化物和共价型过氧化物。进一步优选地，本发明的无机过氧化物选择过氧化氢及其金属衍生物、过硫酸及过硫酸盐。
进一步优选地，所述的氧化剂为过氧化氢或过氧化钠或过硫酸钾或过硫酸铵或过氧乙酸。
综合考虑有机物的降解速度和成本，以处理对象含磷废水为基准，按照质量百分比计算，所述氧化剂的添加量为0.1％-30％。
由于含磷废水中有机物种类很多，有些化合物具有抑制自由基生成的作用，因此在光化学氧化开始的时候往含磷废水中加入易于分解的碳水化合物作为引发剂有助于在成分复杂的废水中快速启动芬顿反应。而且这些碳水化合物最终都会被氧化成二氧化碳和水，也不会增加废水中污染物种类。作为优选的碳水化合物是甘油或葡萄糖。以处理对象含磷废水为基准，按照质量百分比计算，所述引发剂优选的添加量为是0.1％-10％。
本发明所述的催化剂为亚铁盐。亚铁盐在双氧水和紫外灯的共同作用下发生氧化还原循环而有效催化双氧水分解生成自由基。作为优选催化剂是硫酸亚铁或氯化亚铁。以处理对象含磷废水为基准，按照质量百分比计算，所述催化剂的添加量是0.01％-5％。
本发明所述的稳定剂为可以跟铁离子络合的有机物。之前一些传统的芬顿氧化反应中也有使用草酸来提高催化剂活性的案例，不过草酸因为有较强的还原性在弱酸性且强氧化剂存在的条件下不够稳定易分解，所以选择稳定性和络合性能更强的羟基乙酸作为亚铁离子的络合稳定剂更优，不过考虑到成本问题也可以使用草酸跟羟基乙酸复合酸。因此作为优选的络合稳定剂是羟基乙酸或羟基乙酸跟草酸的复合酸。以处理对象含磷废水为基准，按照质量百分比计算，所述稳定剂优选的添加量为0.02％-10％。
可溶性的钙盐或铝盐类化合物的加入可以先于亚铁离子与磷酸根生产沉淀，从而使磷酸根彻底离开溶液体系不再影响催化剂亚铁离 子的催化活性。优选的沉淀剂为氯化钙和氯化铝。作为优选，沉淀剂用量为废水中总磷含量的1-100倍。
本发明提出的反应在弱酸性条件下进行，是因为在碱性和强酸性的环境下催化剂的活性及双氧水的稳定性受到影响较大，达不到快速有效降解有机物的要求。作为优选的pH是2-6，若废水本身的pH或者反应进行的过程中pH达不到优选的pH要求，则需要调节废水体系的pH至pH2-6后再继续。
进行光照降解过程中，所述的光源为紫外光。紫外光能加速双氧水分解及提高催化剂效率，解决了传统芬顿反应中有机物矿化程度不高，双氧水利用率低的缺点，作为优选波长为200-400nm，优选的功率为100W～5000W，光照降解的时间为1～20小时。
本发明所述的含磷废水主要包括生产含磷阻燃剂的废水，洗涤剂生产行业废水，金属表面处理废水，农药废水，食品废水和高浓度的畜牧业废水。所述含磷废水中不仅含有苯酚类难以降解的有机物，还含有磷酸根类的无机磷或者能被氧化成磷酸根的有机磷类的化合物。废水中磷一般的存在形式包括正磷酸盐、偏磷酸盐和有机磷三种。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)如果废水中除了含有苯酚类难以降解的有机物之外，还含有磷酸根类的无机磷或者能被氧化成磷酸根的有机磷类的化合物。由于磷酸根能让芬顿氧化反应的关键催化剂亚铁离子及铁离子失效，则现有两种改进型的芬顿氧化反应并不能有效发挥废水降解的作用。废水中磷一般具有正磷酸盐、偏磷酸盐和有机磷三种存在形式，这类的含磷难降解废水的代表包括生产含磷阻燃剂的废水，洗涤剂生产废水，金属表面处理废水，农药废水，食品废水和高浓度的畜牧业废水等。因此我们的解决方案是加入一种能使亚铁离子稳定溶解于含有磷酸根废水的稳定剂。在pH2-6的pH范围内，羟基乙酸或其与草酸的混合酸跟亚铁离子的络合可以有效防止磷酸铁沉淀的生成，从而使溶液中的催化剂含量可以维持光化学反应(又称改进型的光促芬顿反应)降解废水所需羟基自由基浓度。同时加入钙离子或铝离子等比亚铁离 子更易于跟磷酸根形成沉淀的试剂，从而彻底去除了磷酸根对光化学反应体系的影响。
(2)本发明将羟基乙酸应用于稳定亚铁离子是非常有前景的技术，这也是对羟基乙酸用途的一个新的拓展。
(3)本发明方法绿色环保，条件温和，操作简单，易于控制调节，处理后的废水可生化性能高，比常用的蒸发浓缩工艺节能50％以上。又由于稳定剂来源广泛，价格低廉，可生物降解，因此在废水处理领域具有广阔的应用前景。
(4)本发明所述含磷废水的光化学降解方法，同时实现了含磷废水中有机物降解和磷的沉淀去除。
(5)本发明方法对于处理高浓度有机含磷废水时优势更明显，采用本发明方法处理高浓度有机含磷废水，不仅除磷效果显著，而且还具有降低成本的优势。所述高浓度含磷废水例如COD含量高于20000mg/L的含磷废水。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐述本发明的技术方案，但本发明的内容不仅局限于下面的实施例。
实施例1：
本实施例所用的原料均为商业化的产品且未经纯化直接使用，废水直接取自化工厂。
废水的光降解反应是在一个直径为20cm的圆盘形敞口玻璃容器中进行的。容器下置磁力搅拌，整个反应器置于紫外灯源的正下方，紫外灯波长为365nm，功率为500W，玻璃容器底部与紫外灯源间的距离为15cm。
本实施例的实施步骤如下：
首先将90g含磷苯酚废水的圆盘形玻璃容器中，废水上清液的测试指标如下COD含量120000mg/L，苯酚含量4500mg/L，总磷含量2300mg/L。再加入10g质量浓度为30％的过氧化钠溶液，1g的甘油， 0.05g氯化亚铁，0.1g乙醇酸和0.5g氯化钙后，用0.1％的稀盐酸将溶液pH调节到3.5后，开动磁力搅拌，转速为每分钟200转，将容器置于紫外光下辐照，辐照降解时间为3小时。反应完成后用氢氧化钠调节pH至中性后静置沉淀2小时，再测试废水各项指标，得到的COD降解率为86％，其中难以生物降解的苯酚类有机物去除率达到98％，总磷的去除率72％。
实施例2：
本实施例所用的原料均为商业化的产品且未经纯化直接使用，废水直接取自化工厂。
甘油的光降解反应是在一个边长为1米的正方体形敞口塑料容器中进行的。容器装备有300W自吸泵水循环系统，整个反应器置于紫外灯源的正下方，紫外灯波长为254nm，功率为2000W，容器底部与紫外灯源间的距离为105cm。
本实施例的实施步骤如下：
首先将400kg含磷废水的投入容器中，废水上清液的测试指标如下COD含量100000mg/L，苯环类有机物(包括甲苯和多羟基苯酚等)含量3700mg/L，总磷含量1700mg/L。再加入100kg质量浓度为30％的过硫酸钾溶液，1kg的甘油，200g硫酸亚铁，1kg羟基乙酸与草酸混合酸(羟基乙酸与草酸质量比为1：1)和1.5kg氯化铝后，将溶液pH调节到3，开动循环系统，流速为0.5m3/h，将容器置于紫外光下辐照，辐照降解时间为10小时。反应完成后用氢氧化钙调节pH至中性后静置沉淀2小时，再测试废水各项指标，得到的COD降解率为81％，其中难以生物降解的苯环类有机物去除率达到97％，总磷的去除率60％。
实施例3：
本实施例所用的甘油均为商业化的产品且未经纯化直接使用。
甘油的光降解反应是在一个容积为10立方的气浮机中进行的。采用防水型紫外灯源，紫外灯置于溶液液面以下距容器底部的距离为 5m，紫外灯波长为365nm，功率为3000W。
本实施例的实施步骤如下：
首先将6t含磷废水的投入容器中，废水上清液的测试指标如下COD含量80000mg/L，苯酚含量2700mg/L，总磷含量1200mg/L。再加入1.5t质量浓度为28％的工业双氧水溶液，5kg的甘油，2kg硫酸亚铁，10kg羟基乙酸和20kg氯化钙后，用0.1％的稀盐酸将溶液pH调节到2.7，将容器置于紫外光下辐照，辐照降解时间为6小时。反应完成后用氢氧化钙调节pH至中性后静置沉淀2小时，再测试废水各项指标，得到的COD降解率为89％，其中难以生物降解的苯环类有机物去除率达到95％，总磷的去除率82％。
Claims (10)
1.一种含磷废水的光化学降解的方法，其特征在于，向含磷废水中加入氧化剂、引发剂、催化剂、稳定剂和沉淀剂，然后将废水pH调节到弱酸性并在紫外光照条件下进行氧化降解；
其中，所述引发剂为碳水化合物；所述催化剂为亚铁离子；所述沉淀剂为可溶性的铝盐或钙盐；所述弱酸性为pH2-6。
2.根据权利要求1所述的含磷废水的光化学降解的方法，其特征在于，所述稳定剂是羟基乙酸或羟基乙酸跟草酸的复合酸。
3.根据权利要求1所述的含磷废水的光化学降解的方法，其特征在于，所述氧化剂为过氧化物。
4.根据权利要求1所述的含磷废水的光化学降解的方法，其特征在于，所述氧化剂包括有机过氧化物和无机过氧化物。
5.根据权利要求1所述的含磷废水的光化学降解的方法，其特征在于，所述氧化剂为过氧化氢、过氧化钠、过硫酸钾、过硫酸铵和过氧乙酸中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的含磷废水的光化学降解方法，其特征在于，以处理对象含磷废水为基准，按照质量百分比计算，所述氧化剂的添加量为0.1％-30％；所述引发剂的添加量为0.1％-10％；所述催化剂的添加量是0.01％-5％；所述稳定剂的添加量为0.02％-10％。
7.根据权利要求6所述的含磷废水的光化学降解的方法，其特征在于，所述引发剂为甘油或葡萄糖。
8.根据权利要求7所述的含磷废水的光化学降解的方法，其特征在于，所述催化剂是硫酸亚铁或氯化亚铁。
9.根据权利要求8所述的含磷废水的光化学降解的方法，其特征在于，所述沉淀剂为氯化钙或氯化铝。
10.根据权利要求9所述的含磷废水的光化学降解的方法，其特征在于，所述光照的光源为紫外光，光源的波长为200-400nm，光源的功率为100W～5000W，光照时间为1～10小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610593813.5A CN106186175B (zh) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | 一种含磷废水的光化学降解的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610593813.5A CN106186175B (zh) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | 一种含磷废水的光化学降解的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106186175A true CN106186175A (zh) | 2016-12-07 |
| CN106186175B CN106186175B (zh) | 2019-03-15 |
Family
ID=57495213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610593813.5A Active CN106186175B (zh) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | 一种含磷废水的光化学降解的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106186175B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109851027A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-06-07 | 东莞理工学院 | 一种阿奇霉素废水的处理方法 |
| CN109867325A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-11 | 天津科技大学 | 一种紫外光辅助硫酸亚铁催化过硫酸盐有机废水处理工艺 |
| CN115536186A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-12-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 含膦含氯苯废水处理方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102259993A (zh) * | 2011-06-27 | 2011-11-30 | 华南理工大学 | 一种络合的亚铁活化过硫酸盐氧化水处理方法 |
| CN102616961A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-08-01 | 李朝林 | 一种降解化学镀镍废液中有机污染物并回收磷酸盐的方法 |
| CN104310568A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-01-28 | 华东理工大学 | 一种利用芬顿反应进行污水处理的方法 |
| TW201542469A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-11-16 | Yo Ding Co Ltd | 廢水處理方法 |
-
2016
- 2016-07-26 CN CN201610593813.5A patent/CN106186175B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102259993A (zh) * | 2011-06-27 | 2011-11-30 | 华南理工大学 | 一种络合的亚铁活化过硫酸盐氧化水处理方法 |
| CN102616961A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-08-01 | 李朝林 | 一种降解化学镀镍废液中有机污染物并回收磷酸盐的方法 |
| TW201542469A (zh) * | 2014-05-15 | 2015-11-16 | Yo Ding Co Ltd | 廢水處理方法 |
| CN104310568A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-01-28 | 华东理工大学 | 一种利用芬顿反应进行污水处理的方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109851027A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-06-07 | 东莞理工学院 | 一种阿奇霉素废水的处理方法 |
| CN109867325A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-11 | 天津科技大学 | 一种紫外光辅助硫酸亚铁催化过硫酸盐有机废水处理工艺 |
| CN115536186A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-12-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 含膦含氯苯废水处理方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106186175B (zh) | 2019-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Role of inorganic ions and dissolved natural organic matters on persulfate oxidation of acid orange 7 with zero-valent iron | |
| CN106186175A (zh) | 一种含磷废水的光化学降解的方法 | |
| CN103864183A (zh) | 一种耦合分子氧活化的高效中性电芬顿氧化水处理方法 | |
| CN112661232A (zh) | 一种紫外光辅助水合氧化锆吸附处理有机膦酸废水的方法 | |
| CN103073105A (zh) | 一种污水中难生化有机物的去除方法 | |
| CN107698087B (zh) | 环氧氯丙烷皂化废水脱色除杂处理方法 | |
| CN104743651A (zh) | 一种自由基促进的催化湿式氧化降解腐殖酸类污染物的方法 | |
| CN104310567B (zh) | 一种利用原儿茶酸促进Fe(III)/H2O2体系修复有机物污染水体的方法 | |
| CN109867325A (zh) | 一种紫外光辅助硫酸亚铁催化过硫酸盐有机废水处理工艺 | |
| CN107555649B (zh) | 一种深度去除废水中有机磷的方法 | |
| CN113185021A (zh) | 一种基于纳米片状氧化铜降解水中双酚a的方法 | |
| CN105692956A (zh) | 一种低浓度有机磷废水的处理方法 | |
| CN101544420A (zh) | 一种处理双甘磷母液废水并回收其中氮磷的方法 | |
| CN105800765B (zh) | 过氧化硫酸钠的应用 | |
| CN103539300A (zh) | 一种处理丁烯氧化脱氢制丁二烯废水的方法 | |
| CN108569754A (zh) | 一种环境友好型污水处理剂及其使用方法和应用 | |
| CN109045553B (zh) | 利用微生物介导的Fenton反应降解多溴联苯醚的方法 | |
| JPS6040917B2 (ja) | シアン化鉄錯塩の分解法 | |
| CN103288167B (zh) | 有机膨润土与TiO2联合预处理垃圾渗滤液的方法 | |
| CN108147591A (zh) | 一种催化臭氧氧化技术处理高浓度碱性树脂脱附液的方法 | |
| CN105417673B (zh) | 一种利用单线态氧除藻的方法 | |
| CN103708641A (zh) | 一种串联催化氧化脱色降解工业有机废水工艺 | |
| CN106745661A (zh) | 一种基于铁‑二硅酸配合物的高级氧化水处理方法 | |
| CN103408196B (zh) | 一种含有荧光增白剂废水的处理方法 | |
| CN112158909A (zh) | 一种利用uv激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |