CN110217877A - 以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法，在室温下，将茶多酚、亚铁盐和过硼酸盐三种试剂按摩尔比1:2:1～1:2:8依次加入有机废水中，进行搅拌反应，一定时间后实现有机废水的降解。本发明采用过硼酸盐作为H2O2的固体来源，其在水中的pH的适应范围广，可提高H2O2的利用率，茶多酚与铁形成络合物，减少铁的沉淀，铁络合物的形成可以降低游离铁的氧化还原电势，延长与氧化剂的反应时间，产生更多的活性物质。本发明的方法适用于处理pH为3～11的有机废水，适用范围广。

Description

以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法。
背景技术
近年来，有机废水污染相对较为严重，其浓度高、成分复杂，含有大量难生物降解的有机物，极容易造成水质恶化，危害人的身体健康。因此，有机废水的降解已成为亟待解决的问题。传统的物理吸附法、生物降解法、化学氧化法、化学沉淀法已不能满足对有机废水的高效处理要求，应运而生的高级氧化技术(AOPs)受到广泛关注，其中应用最广泛的是Fenton氧化法，由于可以产生具有很强的氧化性的活性自由基，能快速氧化降解有机废水中的有机污染物。如(专利CN 102020384B)提出“一种基于芬顿反应的有机废水处理方法”，其包括高压脉冲电凝反应，芬顿反应和混凝沉淀反应，然而这种方法会造成较高的能耗造成资源浪费。同时，Fenton过程的pH应用范围窄，主要在偏酸性条件下进行；H2O2在反应中会发生歧化分解作用导致利用率下降，并且不利于运输储存；较多铁泥的产生造成二次污染。这些原因都限制了Fenton过程的大规模应用。于是类Fenton反应作为一种改进Fenton体系在近年来逐渐兴起。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法，在本发明的类Fenton体系中，茶多酚作为络合剂可有效的延长溶解态Fe2+和Fe3+的存在时间，促进电子的转移，防止铁的沉淀；过硼酸盐是一种无机过氧化物，其无毒，稳定性好，因其溶于水能产生H2O2，故可作为H2O2的固体来源，从而可避免H2O2溶液的歧化作用，提高H2O2的利用率，促进·OH的稳定产生。特别的是，过硼酸盐在pH为10-11的条件下还可以产生H2O2，可以大大拓宽类Fenton体系的pH反应范围。
本发明是这样实现的：
一种以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法，在室温下，将有机废水的pH调节到3～11，将茶多酚、亚铁盐和过硼酸盐三种试剂按摩尔比1:2:1～1:2:8依次加入有机废水中，进行持续搅拌反应，实现有机废水的降解。
优选的，所述有机废水包括工业废水和生活污水。
优选的，所述过硼酸盐为过硼酸钠。
优选的，所述亚铁盐为FeSO4·7H2O。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明利用茶多酚与游离态Fe2+/Fe3+络合，降低游离态Fe2+/Fe3+的氧化还原电势，延长了与氧化剂的反应时间。
(2)过硼酸盐作为过氧化氢的固体来源，便于运输储存，同时可以减少H2O2的歧化分解作用，提高H2O2的利用率，促进·OH的稳定产生。
(3)本发明与传统Fenton法相比，适用于pH值为3～11的废水中，拓宽了pH应用范围，提高此类Fenton体系对水中有机物的去除效率。
附图说明
图1为本发明的反应过程机理图；
图2为实施例1与对比例1、对比例2和对比例3降解有机污染物亚甲基蓝的效果对比图。
具体实施方式
以下将结合附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和性能方面。
本发明提供一种以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法，在室温下，将有机废水的pH调节到3～11，将茶多酚、亚铁盐和过硼酸盐三种试剂以1:2:1～1:2:8的摩尔比依次加入有机废水中，有机废水包括工业废水和生活污水，进行搅拌反应，一定时间后实现有机废水的降解。
图1为本发明处理有机废水的各物质反应的过程，本发明采用过硼酸盐作为H2O2的固体来源，其在水中的pH的适应范围广，能适用于pH调为3～11的有机废水，拓宽体系pH反应范围，促进·OH的稳定产生，避免H2O2的歧化分解，可提高H2O2的利用率；茶多酚与铁形成络合物，减少铁的沉淀，铁络合物的形成可以降低游离铁的氧化还原电势，延长与氧化剂的反应时间，产生更多的活性物质，进而提高类Fenton体系对水中有机物的去除效率。
实施例1
室温条件下，用盐酸将有机废水初始pH值调至7，将茶多酚、FeSO4·7H2O、过硼酸钠三种试剂以1:2:2的摩尔浓度比按顺序加入，持续搅拌，直至有机废水降解。为了便于对比降解效果，有机废水选为亚甲基蓝溶液。
对比例1
室温条件下，用盐酸将亚甲基蓝溶液初始pH值调至7，将FeSO4·7H2O和过硼酸钠两种试剂以2:2的摩尔浓度比按顺序加入，搅拌混合溶液使亚甲基蓝溶液降解。
对比例2
室温条件下，用盐酸将亚甲基蓝溶液初始pH值调至7，将茶多酚和过硼酸钠两种试剂以1:2的摩尔浓度比按顺序加入，搅拌混合溶液使亚甲基蓝溶液降解。
对比例3
室温条件下，用盐酸将亚甲基蓝溶液初始pH值调至7，将茶多酚、FeSO4·7H2O两种试剂以1:2的摩尔浓度比按顺序加入，搅拌混合溶液使亚甲基蓝溶液降解。
实施例1、对比例1、对比例2和对比例3中降解亚甲基蓝效果如图2所示，由图2可知，对比例1的FeSO4·7H2O、过硼酸钠两者所组体系对应曲线2，降解效果只有43％，实施例1的茶多酚、FeSO4·7H2O、过硼酸钠三者组成的体系对应曲线1，降解效果最好达到97％。而对比例2的茶多酚、过硼酸钠两者所组体系对应曲线3，对比例3的茶多酚、FeSO4·7H2O两者所组体系对应曲4，都几乎没有降解。结果表明，本发明的茶多酚、FeSO4·7H2O、过硼酸钠三者所组体系能产生更多的活性物质。
实施例2
室温条件下，用盐酸将亚甲基蓝溶液初始pH值调至3，将茶多酚、FeSO4·7H2O、过硼酸钠三种试剂以1:2:2的摩尔浓度比按顺序加入，持续搅拌，亚甲基蓝溶液几乎完全降解，期间无铁泥产生。
实施例3
室温条件下，用氢氧化钠将亚甲基蓝溶液初始pH值调至11，将茶多酚、FeSO4·7H2O、过硼酸钠三种试剂以1:2:2的摩尔浓度比按顺序加入，持续搅拌，亚甲基蓝溶液几乎完全降解，期间无铁泥产生。
综上，本发明的以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法，对有机废水的降解率高，适用于pH值为3～11的废水中，拓宽了pH应用范围。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法，其特征在于：在室温下，将有机废水的pH调节到3～11，将茶多酚、亚铁盐和过硼酸盐三种试剂按摩尔比1:2:1～1:2:8依次加入有机废水中，进行持续搅拌反应，实现有机废水的降解。
2.根据权利要求1所述的以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法，其特征在于：所述有机废水包括工业废水和生活污水。
3.根据权利要求1或2所述的以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法，其特征在于：所述过硼酸盐为过硼酸钠。
4.根据权利要求1或2所述的以过硼酸盐为氧化剂的类芬顿反应处理有机废水的方法，其特征在于：所述亚铁盐为FeSO4·7H2O。
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