CN108341438B - 一种高效去除水体中难降解污染物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高效去除水体中难降解污染物的方法，该方法为：收集小麦秸秆预处理所产废气，通入装有水体难降解污染物废液中的密闭容器中，于30～80℃中进行降解反应。本发明对于常见的水体难降解污染物具有优秀的去除效果，克服了现有技术需要复杂设备的缺点，避免了现有固基处理技术需要对原料进行特殊改性处理的弊端，实现了对难降解水污染物的高效降解效果，真正意义上实现了“以废直接治废”的技术目的，实现了生物乙醇制备和废水处理两个产业的有机结合。

Description

一种高效去除水体中难降解污染物的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高效去除水体中难降解污染物的方法。
背景技术
我国是传统纺织大国，近些年，随着对经济结构转型要求的提出，纺织物生产废弃物处理技术的改进将会越来越受到重视。染料，是纺织物生产过程中主要的污染物之一，其成分复杂，多具有生物毒性和难降解性，是较难处理的一类废水。
现阶段，对污染的处理的传统方法为吸附法、膜分离法、臭氧氧化法和光催化法。
不过，目前对难降解性的污染物(如全氟辛磺酸钾盐、双酚A、阿特拉津和四环素)的水处理技术还不够成熟，对此类污染物进行处理时，往往需要复杂的技术手段。
申请公布号为CN 105668921 A的中国专利利用复杂的仪器，通过电化学反应、磁强化技术和生物降解三种技术的联合，实现了对难降解性双酚A的处理。申请公布号为CN107459234 A的中国专利提供了一种针对四环素的三维-类电芬顿水处理系统。不过上述专利依赖其特殊的设备，不利于推广应用。
申请公布号为CN 106334559 A的中国专利在传统Fenton催化剂的基础上进行了改良，提升了对于双酚A的处理效率
授权公告号为CN 102659235 B的中国专利提供了一种染料废水的处理方法，通过多相Fenton催化氧化的方式，解决了普通均相Fenton氧化的不足，大为提升了对于有机废水处理的效率。申请公布号为CN 107051388 A的中国专利利用改性活性炭纤维实现了对四环素的高效去除。申请公布号为CN 107376891的中国专利公布了一种处理废水中四环素的双稀土工掺杂二氧化钛的催化剂，实现了在可见光下对四环素的高效降解。但与其它固相处理剂一样，上述处理技术面临重复使用性和固废处理的问题。
综上所述，目前对于难降解性的水体污染物的处理技术具有处理技术复杂或者是基于固体处理剂进行。虽然，依赖设备进行水处理具有规模化、自动化的优点，但设备的特殊性使得技术的推广不宜进行。而固体处理剂虽然具有快捷方便的优点，一些固体处理剂甚至可以实现利用废弃原料制成，而具有“以废治废”的功能，但是固体处理剂在后续的固废处理上，也面临着不可忽视的环保问题。更为重要的是，现有的“以废治废”固体处理剂的制备技术，仍面临着生产成本的问题，使其用于废水中难降解性污染物处理时，面临着成本压力。因此，开发一种以现行生产活动产生的直接废物进行“以废直接治废”来处理难降解性污染物，是下一阶段重点研究的课题。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高效去除水体中难降解污染物的方法，该方法包括如下步骤：收集小麦秸秆预处理所产废气，通入装有水体难降解污染物废液中的密闭容器中，于30～80℃中进行降解反应；
所述水体中难降解污染物包括全氟辛磺酸钾盐、双酚A、阿特拉津或四环素；
所述小麦秸秆预处理的方法为：
将小麦秸秆放入反应釜中，加入浓磷酸-过氧化氢混合试剂进行预处理反应，其中，浓磷酸的质量分数为62.0～68.0％，过氧化氢的质量分数为6.0～7.0％。
本发明的发明人在授权号为CN 103555774 B中进行了利用浓磷酸联合过氧化氢预处理木质纤维素类原料用于酶水解的研究，并取得了优秀的技术效果。令发明人惊喜的是，当发明人利用该专利中的方法，以小麦秸秆为原料进行所述预处理过程中产生的废气通入含有污染物的废水时，发现废水中难降解污染物(全氟辛磺酸钾盐、双酚A、阿特拉津或四环素)发生快速降解。
进一步的，发明人对上述污染物的降解程度进行了测试，发现上述难降解污染物的去除效率达到了80％以上，对于双酚A的去除效率更是达到了93.5％。也就是说，本发明对于这些污染物的去除效果优于现有的一般的难降解水污染物的处理设备和固基材料。
本领域人员可知，本发明无疑是开辟了一种新型的废水处理方式。举例而言，在农田、禽畜养殖场废水处理中，可以一举实现对秸秆的预处理和废水中的污染物(如禽畜用的四环素)的高效去除。在该例子中，无需额外的处理剂的制备，大幅度减少了水污染物的处理成本。
CN 103555774 B中虽然显著的提升了糖转化率，为生物乙醇行业做出了重要的贡献。然而，该技术在实际应用时，不可避免的产生一些废气，造成一定程度上的污染。因此，本发明的意义还在于，解决了CN 103555774 B中的废气的回收利用问题。
目前，本发明的发明人仍然在对其中的气体成分进行测试，并探究其中的污染物去除机理，同时还进行相应的规模化应用改进。
所述小麦秸秆与水体难降解污染物废液的重量体积比为1:0.5～2。如无特别说明，本发明中所指的重量体积比为g/mL，或kg/L。
作为本发明的一个优选方案，所述小麦秸秆与水体难降解污染物废液的重量体积比为8:7.5
作为本发明的一个优选方案，浓磷酸的质量分数为65.0％，过氧化氢的质量分数为7.0％。
作为本发明的优选方案，进行所述降解反应时，反应温度为50～80℃。
作为本发明的一个优选方案，进行所述降解反应时，反应温度为50℃。因在50℃下，污染物的去除率已经非常优秀，从节约反应成本的角度而言，在该温度下进行污染物的去除处理是比较经济的。
所述降解反应是与所述预处理同步进行，预处理所产生的废气同步的通入所述密闭容器中进行降解反应，也就是说预处理时间即为降解反应时间。
一般而言，进行小麦秸秆预处理时，所述预处理反应的时间为1～5h。
作为本发明的一个优选方案，进行小麦秸秆预处理时，所述预处理反应的时间为4h。
根据本发明实施例的记载，本发明的处理技术，对于浓度为100ppm的污染物的去除效果优秀。本领域技术人员不难知晓，在该基础上，本发明也是适于去除其它浓度的污染物。
本发明的有益效果：
本发明对于常见的水体难降解污染物具有优秀的去除效果，克服了现有技术需要复杂设备的缺点，避免了现有固基处理技术需要对原料进行特殊改性处理的弊端，实现了对难降解水污染物的高效降解效果，真正意义上实现了“以废直接治废”的技术目的，实现了生物乙醇制备和废水处理两个产业的有机结合。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
将小麦秸秆粉碎过40目筛，得到小麦秸秆粉末；将8g小麦秸秆粉末放入反应釜，按固液比为1:10的比例，向反应釜中加入磷酸与过氧化氢混合液80g，其中浓磷酸的质量分数为65.0％，过氧化氢的质量分数为7.0％，预处理的温度为50℃，预处理时间为4h；收集预处理时产生的气体，并同步将所得气体通入装有7.5ml水体难降解污染物废液中的密闭容器(50ml规格)中，于50℃中进行降解反应。
分别将浓度为100ppm的全氟辛磺酸钾盐、双酚A、阿特拉津、四环素作为水体难降解污染物，进行相应的4组实验。
并基于前后反应浓度变化，对上述4组实验进行污染物的去除率测定，结果如表1所示：
表1
Figure BDA0001565785470000061
实施例2
调整浓磷酸的质量分数为68.0％，过氧化氢的质量分数为5.0％，其余保持与实施例1一致。对4种污染物的去除率仍均达到80％以上，其中对双酚A的去除率为89.1％。
实施例3
调整小麦秸秆粉末的重量为10g，水体难降解污染物废液的体积为5ml，其余保持与实施例1一致。对4种污染物的去除率仍均达到80％以上，其中对双酚A的去除率为88.8％。
实施例4
调整小麦秸秆粉末的重量为4g，水体难降解污染物废液的体积为8ml，其余保持与实施例1一致。对4种污染物的去除率仍均达到80％以上，其中对双酚A的去除率为89.6％。
对比实施例1
调整小麦秸秆为高粱秸秆，其余与实施例1一致。对4种污染物的去除率仅为68～71％，其中对双酚A的去除率仅为70.6％。

Claims (10)

1.一种高效去除水体中难降解污染物的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
收集小麦秸秆预处理所产废气，通入装有水体难降解污染物废液中的密闭容器中，于30～80℃中进行降解反应；
所述水体中难降解污染物包括全氟辛磺酸钾盐、双酚A、阿特拉津或四环素；
所述小麦秸秆预处理的方法为：
将小麦秸秆放入反应釜中，加入浓磷酸-过氧化氢混合试剂进行预处理反应，其中，浓磷酸的质量分数为62.0～68.0％，过氧化氢的质量分数为6.0～7.0％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小麦秸秆与水体难降解污染物废液的重量体积比为1:0.5～2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述小麦秸秆与水体难降解污染物废液的重量体积比为8:7.5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，浓磷酸的质量分数为65.0％，过氧化氢的质量分数为7.0％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述降解反应时，反应温度为50～80℃。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进行所述降解反应时，反应温度为50℃。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述降解反应是与所述预处理同步进行，预处理所产生的废气同步的通入所述密闭容器中进行降解反应。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行小麦秸秆预处理时，所述预处理反应的时间为1～5h。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进行小麦秸秆预处理时，所述预处理反应的时间为4h。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水体难降解污染物的浓度至少为100ppm。
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CN104556491A (zh) * 2015-01-14 2015-04-29 华南理工大学 一种难降解有机废水低成本Fenton氧化处理方法
CN206767867U (zh) * 2017-03-31 2017-12-19 昆明理工大学 一种难降解有机污染物废水处理系统
CN107117690B (zh) * 2017-06-22 2021-01-22 天津碧水源膜材料有限公司 电催化氧化处理难降解污染物的装置及方法

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