CN108408823A - 有机废水污染物处理方法 - Google Patents
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Abstract
有机废水污染物处理方法，涉及废水处理技术。本发明包括如下步骤：1)将尖晶石铁氧体材料过80目分样筛，获得尖晶石铁氧体粉料；2)按照下述比例将尖晶石铁氧体粉料加入稀硫酸中，常温搅拌放置：尖晶石铁氧体粉料0.1～3g，稀硫酸10～30ml，稀硫酸质量百分比浓度为15～25％；3)向废水中加入步骤2)所得溶液，加入废水后的溶液中尖晶石铁氧体的含量为1～10g/L；4)向步骤3)中所得溶液中加入0.025～0.125mol/L过硫酸盐，搅拌放置；5)将步骤4)所得溶液在微波70～700W的功率范围内处理10～60分钟。本发明可以更快速、更彻底活化过硫酸盐使其快速高效净化水中的有机污染物。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术。
背景技术
环境污染已经成为影响人类生存和可持续发展的全球性问题。随着经济的迅猛发展，水污染问题也日趋严重。当前，水污染是世界各国面临的急需解决的问题之一。工业废水和生活污水的大量排放是造成水污染日益严重的主要原因。随着化学工业，尤其是化学合成工业的迅猛发展，废水中开始出现大量新的有毒难降解的有机化学物质，这些物质包括农药、卤代有机物、日常护理品、药品和染料等。这些难降解有机污染物对环境污染十分严重，所以对含这些污染物的废水进行有效的处理是极为必要的。而这些有机污染物在常规的处理工艺中表现出难生物降解性和生物毒性，这对传统的废水处理方式提出了挑战。因此寻求新的处理方法成为当前废水处理研究领域的重要课题。
高级氧化技术又称为深度氧化技术，其原理是在光、热、催化剂及氧化剂的协同作用下，在反应体系中产生活性极强的自由基。高级氧化技术因为其能彻底降解大多数难降解的有机污染物，并且不会产生二次污染等优点，迅速在废水处理的领域中获得试用。传统的高级氧化技术是以羟基自由基(·OH)为主要活性物种降解污染物的，基于硫酸自由基(SO4 -·)的高级氧化技术是最近十几年内发展起来的新型高级氧化技术。SO4 -·在一定反应条件下，可将大分子难降解有机物质氧化降解为二氧化碳、水等低毒无毒小分子物质，且SO4 -·比·OH氧化能力更强、稳定时间更长、适用pH值更加宽泛(约2.5～11)，使基于SO4 -·的高级氧化技术在环境保护领域凸显出了更多的优势。
SO4 -·的产生源主要是过硫酸盐，过硫酸盐分为过一硫酸盐(HSO5 -)和过二硫酸盐(S2O8 2-)，它们都是过氧化氢的衍生物。过硫酸盐常温下呈固态，容易储存和运输，具有高稳定性和高水溶性，并且价格相对低廉。SO4 -·是通过活化过硫酸盐产生的，目前活化过硫酸盐的主要方法有过渡金属活化、热活化和紫外光活化等，而这些活化方法都存在药剂用量大、SO4 -·生成率不高、反应速度慢等问题。近些年来，微波在各个领域的使用越来越多，并且在环保的领域也有很大的应用前景，具有效率高、易控制的特点。尖晶石铁氧体材料由于易分离回收的特性，并且成本低廉、容易获取，在废水处理领域也有着良好的应用前景。使用微波与尖晶石铁氧体复合活化过硫酸盐产生SO4 -·来处理废水可以更彻底、更高效、更快速地降解废水中的有机污染物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有的过硫酸盐活化方法存在的药剂用量大、硫酸自由基生成率不高、反应速度慢等不足，提出了一种利用微波与尖晶石铁氧体复合活化过硫酸盐处理废水的方法。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，有机废水污染物处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将尖晶石铁氧体材料过80目分样筛，获得尖晶石铁氧体粉料；
2)按照下述比例将尖晶石铁氧体粉料加入稀硫酸中，常温搅拌放置：
尖晶石铁氧体粉料0.1～3g，稀硫酸10～30ml，稀硫酸质量百分比浓度为15～25％；
3)向废水中加入步骤2)所得溶液，加入废水后的溶液中尖晶石铁氧体的含量为1～10g/L；
4)向步骤3)中所得溶液中加入0.025～0.125mol/L过硫酸盐，搅拌放置；
5)将步骤4)所得溶液在微波70～700W的功率范围内处理10～60分钟。
进一步的，所述步骤2)中，稀硫酸浓度为20％；
步骤5)为：将步骤4)所得溶液放入微波炉，70～700W的功率范围内处理10～60分钟。
所述步骤2)中，比例为：尖晶石铁氧体粉料0.1g，稀硫酸20ml；
所述步骤4)中，过硫酸盐浓度为0.1mol/L。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明与传统过硫酸盐活化处理方法相比，可以更快速、更彻底活化过硫酸盐使其快速高效净化水中的有机污染物；
(2)本发明的方法中尖晶石铁氧体材料用量较少，来源广泛，并且容易回收；
(3)本发明方法适用于各种废水处理，且对环境友好，无二次污染；
(4)本发明的操作方法简单、易于控制，符合实际污水处理情况的需要。
附图说明
图1为本发明的方法处理废水中有机污染物的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供一种利用微波与尖晶石铁氧体同时催化活化过硫酸盐产生硫酸自由基处理废水的方法，在废水中加入过硫酸盐和尖晶石铁氧体，放入微波装置处理，使用微波和尖晶石铁氧体复合活化过硫酸盐产生硫酸自由基，所产生的硫酸自由基和废水中的有机污染物发生反应，从而降解废水中的有机污染物。
本发明提供了所述微波与尖晶石铁氧体复合活化过硫酸盐降解有机废水污染物的方法，具体包括如下步骤：
(1)将尖晶石铁氧体材料过80目分样筛，获得尖晶石铁氧体粉料；
(2)将步骤1所得尖晶石铁氧体粉料称量0.1～3g加入10～30ml质量百分比浓度为15～25％的稀硫酸中，常温搅拌放置；
(3)向废水中加入步骤2所得溶液，使得到溶液中尖晶石铁氧体的含量为1～10g/L；
(4)向步骤3中所得溶液中加入0.025～0.125mol/L过硫酸盐，搅拌放置；
(5)将步骤4所得溶液放入微波炉中在70～700W的功率范围内处理10～60分钟，对所述废水进行降解；
(6)测量处理后废水溶液的化学需氧量(COD)，分析所述方法降解废水中有机污染物的效果。
本发明所述过硫酸盐为过硫酸钠或单过硫酸氢钾。
本发明所述尖晶石铁氧体为Fe3O4尖晶石铁氧体或NiZn尖晶石铁氧体。
实施例1：
将Fe3O4尖晶石铁氧体材料研磨并过80目的分样筛得到所述Fe3O4尖晶石铁氧体粉料。在烧杯中加入20ml质量百分比为20％的稀硫酸，然后加入Fe3O4尖晶石铁氧体粉料1g，搅拌放置；取另一烧杯加入100ml垃圾渗滤液(COD浓度为870mg/L)，加入准备的尖晶石铁氧体溶液和过硫酸钠，使过硫酸钠的初始浓度为0.1mol/L；将溶液放入微波炉中，在微波功率为700W时处理20分钟；微波与尖晶石铁氧体复合活化过硫酸钠产生硫酸自由基，硫酸自由基降解垃圾渗滤液中的有机污染物。最终测定结果表明COD去除率为92.87％。
对照案例1：使用相同体系，不加入Fe3O4尖晶石铁氧体，其他条件相同的情况下，垃圾渗滤液的COD去除率仅为68.28％。
对照案例1：使用相同体系，不使用微波处理，其他条件相同的情况下，垃圾渗滤液的COD去除率仅为15.86％。
实施例2：
将Fe3O4尖晶石铁氧体材料研磨并过80目的分样筛得到所述Fe3O4尖晶石铁氧体粉料。在烧杯中加入20ml质量百分比为20％的稀硫酸，然后加入Fe3O4尖晶石铁氧体粉料1g，搅拌放置；取另一烧杯加入100ml垃圾渗滤液(COD浓度为870mg/L)，加入准备的尖晶石铁氧体溶液和单过硫酸氢钾，使单过硫酸氢钾的初始浓度为0.1mol/L；将溶液放入微波炉中，在微波功率为700W时处理20分钟；微波与尖晶石铁氧体复合活化单过硫酸氢钾产生硫酸自由基，硫酸自由基降解垃圾渗滤液中的有机污染物。最终测定结果表明COD去除率为83.91％。
对照案例2：使用相同体系，不加入Fe3O4尖晶石铁氧体，其他条件相同的情况下，垃圾渗滤液的COD去除率仅为61.61％。
对照案例2：使用相同体系，不使用微波处理，其他条件相同的情况下，垃圾渗滤液的COD去除率仅为16.21％。
实施例3：
将NiZn尖晶石铁氧体材料研磨并过80目的分样筛得到所述NiZn铁氧体尖晶石铁氧体粉料。在烧杯中加入20ml质量百分比为20％的稀硫酸，然后加入NiZn尖晶石铁氧体粉料0.1g，搅拌放置；取另一烧杯加入100ml垃圾渗滤液(COD浓度为870mg/L)，加入准备的尖晶石铁氧体溶液和过硫酸钠，使过硫酸钠的初始浓度为0.1mol/L；将溶液放入微波炉中，在微波功率为700W时处理20分钟；微波与尖晶石铁氧体复合活化过硫酸钠产生硫酸自由基，硫酸自由基降解垃圾渗滤液中的有机污染物。最终测定结果表明COD去除率为97.13％。
对照案例3：使用相同体系，不加入NiZn尖晶石铁氧体，其他条件相同的情况下，垃圾渗滤液的COD去除率仅为68.28％。
对照案例3：使用相同体系，不使用微波处理，其他条件相同的情况下，垃圾渗滤液的COD去除率仅为16.78％。
实施例4：
将NiZn尖晶石铁氧体材料研磨并过80目的分样筛得到所述NiZn铁氧体尖晶石铁氧体粉料。在烧杯中加入20ml质量百分比为20％的稀硫酸，然后加入NiZn尖晶石铁氧体粉料0.2g，搅拌放置；取另一烧杯加入100ml垃圾渗滤液(COD浓度为870mg/L)，加入准备的尖晶石铁氧体溶液和单过硫酸氢钾，使单过硫酸氢钾的初始浓度为0.1mol/L；将溶液放入微波炉中，在微波功率为700W时处理20分钟；微波与尖晶石铁氧体复合活化单过硫酸氢钾产生硫酸自由基，硫酸自由基降解垃圾渗滤液中的有机污染物。最终测定结果表明COD去除率为89.43％。
对照案例4：使用相同体系，不加入NiZn尖晶石铁氧体，其他条件相同的情况下，垃圾渗滤液的COD去除率仅为61.61％。
对照案例4：使用相同体系，不使用微波处理，其他条件相同的情况下，垃圾渗滤液的COD去除率仅为14.14％。
Claims (3)
1.有机废水污染物处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将尖晶石铁氧体材料过80目分样筛，获得尖晶石铁氧体粉料；
2)按照下述比例将尖晶石铁氧体粉料加入稀硫酸中，常温搅拌放置：
尖晶石铁氧体粉料0.1～3g，稀硫酸10～30ml，稀硫酸质量百分比浓度为15～25％；
3)向废水中加入步骤2)所得溶液，加入废水后的溶液中尖晶石铁氧体的含量为1～10g/L；
4)向步骤3)中所得溶液中加入0.025～0.125mol/L过硫酸盐，搅拌放置；
5)将步骤4)所得溶液在微波70～700W的功率范围内处理10～60分钟。
2.如权利要求1所述的有机废水污染物处理方法，其特征在于，所述步骤2)中，稀硫酸浓度为20％；
步骤5)为：将步骤4)所得溶液放入微波炉，70～700W的功率范围内处理10～60分钟。
3.如权利要求1所述的有机废水污染物处理方法，其特征在于，
所述步骤2)中，比例为：尖晶石铁氧体粉料0.1g，稀硫酸20ml；
所述步骤4)中，过硫酸盐浓度为0.1mol/L。
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| CN101525177A (zh) * | 2008-12-16 | 2009-09-09 | 中国海洋大学 | 活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法 |
| CN103030208A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-04-10 | 哈尔滨工业大学 | 尖晶石铁氧体类催化剂的应用及用于促进过硫酸盐产生自由基催化降解有机物的方法 |
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2018
- 2018-03-21 CN CN201810233492.7A patent/CN108408823A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101525177A (zh) * | 2008-12-16 | 2009-09-09 | 中国海洋大学 | 活化过硫酸盐处理难生化有机废水的方法 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
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| YIXIONG PANG, HENGYI LEI: "Degradation of p-nitrophenol through microwave-assisted heterogeneous activation of peroxymonosulfate by manganese ferrite", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》 * |
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