CN1587091A

CN1587091A - 一种降解水中有机物氯酚的方法

Info

Publication number: CN1587091A
Application number: CN 200410053425
Authority: CN
Inventors: 闻瑞梅; 邓守权; 梁骏吾; 葛伟伟
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2005-03-02

Abstract

一种降解水中有机物氯酚的方法，涉及一种降解水中氯酚类有机物的工艺。首先，在含50mg/L氯酚的废水中加入双氧水，使双氧水在废水中的浓度达到0.0005mol/L～0.1mol/L。然后，按0.14L～0.70L/min流量用泵泵入装有185nmUV灯的反应器中，装满后按40～160L/h流量循环。最后，取样测定水中氯酚浓度，10分钟左右从50mg/L达到排放标准。本发明降解效果好，降解速度快。运行费用低，仅为臭氧处理的1/4～1/5。设备简单，占地面积少，节省基建投资，工艺简单，操作方便，无二次污染。广泛适合各种化工工业废水、医药废水中氯酚的降解。

Description

一种降解水中有机物氯酚的方法

技术领域

本发明涉及一种降解水中氯酚的方法，具体是指化工工业废水、医药废水中氯酚的降解工艺。

背景技术

氯酚是包括对苯氯酚等一系列异构体的氯酚类有机物，是合成染料、医药和农药等的重要原料。随着这些精细化工工业的迅猛发展，含氯酚的废水处理就成为困扰环保工作者的难题。因为水中有机物氯酚是难降解的有毒有害有机污染物。氯酚类有机物已经是美国环保局重点控制的129种污染物之一，我国也将氯酚列在重点污染物的黑名单之中。目前，降解水中氯酚方法主要采用如下几大类：

一.活性碳吸附，这种方法工艺比较简单，但活性碳需要高温再生，造成能耗和成本高；设备和占地面积大。活性炭的频繁反洗，带来了操作不便、耗费大量的水、而且排放的废液易造成二次污染。

二.直接用氧化剂氧化，如臭氧、二氧化氯等，这些用氧化剂的方法降解氯酚的效果较差。对臭氧还需配有制氧设备，造成处理费用高，耗电也大。另外，现场制备臭氧造成处理、运行费用高。二氧化氯具有与氯气相似的刺激性气味，极不稳定，在空气中的含量达10％就有爆炸的可能。

三.超声波法，利用超声形成的“空化”降解水中的氯酚，但降解效果不明显，而且超声设备比较贵。

四.催化氧化法，使用的催化剂如二氧化钛等比较贵，而且要将二氧化钛制备成一定的形状大小，还要增加贵重金属改性等，因此成本也较高。

五.用传统生物处理方法，由于氯酚有毒有害，生物细菌容易受毒害而失去降解有机物氯酚的效果。

总之，由于在水处理中，氯酚结构稳定，所以用上述的常规工艺和生物处理难以使之降解。

发明内容

本发明的目的是公开一种工艺简单、降解效果好、降解速度快、占地面积小、运行费用低的去除水中氯酚的工艺。

为了达到上述目的，本发明采用185nmUV加双氧水对含氯酚废水进行处理。具体步骤如下：首先，在含50mg/L氯酚的废水中加入双氧水，使双氧水在废水中的浓度达到0.0005mol/L～0.1mol/L。然后，按0.14L～0.70L/min流量用泵将上述配置好的含双氧水的氯酚废水泵入装有185nmUV灯的反应器中，装满后，按40～160L/h流量进行循环。最后，对循环处理10～15分钟后的废水进行取样，用高效液相色谱测定水中氯酚浓度，发现经上述降解处理后，水中氯酚浓度达到了国家排放标准。

本发明的优点如下：

1.由于本发明采用了185nmUV加双氧水对氯酚废水进行处理，185nm紫外光直接作用于水，引起水的均裂反应，在185nm紫外线所能照射的范围内可以产生高浓度的活性中间体·OH、·H和e_aq(水合电子)，而且H₂O₂在紫外线的作用下也可以生成·OH，与单独使用185nm紫外或H₂O₂相比，有很好的增效作用。因此降解效果好，降解速度快。

2.由于市售H₂O₂价廉，而且使用浓度很低(0.0005～0.1mol/L)。185nmUV灯的耗电与臭氧发生器和制氧耗电相比只占1/5，因此本发明用185nmUV灯和H₂O₂联用处理含氯酚废水的运行费用低，仅为臭氧处理的1/4～1/5。

3.由于本发明的工艺只需要185nmUV灯和H₂O₂，因此本方法设备简单，占地面积少，适合各种场合和规模，节省基建投资。

4.本发明工艺简单，操作方便，无二次污染。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图

图2为单独用185nmUV、H₂O₂及两者联用时降解氯酚效果的对比

具体实施方式

请参阅图1，首先在室温条件下，将含氯酚废水和双氧水加入废水进水水槽，双氧水的加入量控制在废水中的浓度为0.0005mol/L～0.1mol/L。然后按流量计上的显示流量为0.14L～0.70L/min，用循环泵泵入装有市售的185nmUV灯(强度：1.04×10^-5einstein/s，电压220V，电流0.42A)的185nmUV反应器中。接着将经过185nmUV和H₂O₂反应后的氯酚废水泵入设有冷却水进水和冷却水出水夹套的存储槽中，并按40～160L/h的循环流量，分别循环处理5、10、20、50、120分钟后，再由存储槽取样测氯酚浓度，结果经本发明工艺处理的氯酚废水能在10分钟左右从50mg/L达到排放标准，最后废水浓度检测合格后排。

请参阅图2。我们做了几组对比试验：一种是含氯酚(对氯苯酚为例)废水中未加H₂O₂，只通过185nmUV灯处理；一种是只含0.01mol/L H₂O₂直接和氯酚废水作用；另一种是加H₂O₂和185nmUV灯联用处理含氯酚废水，不同工艺条件处理含氯酚废水的效果对比请参阅图2。

由图2说明，单独用0.01mol/L双氧水处理含氯酚废水，处理1.5小时后降解效果不明显。单独用185nmUV降解含氯酚废水，效果尚佳，60分钟后水中的氯酚只有0.7mg/L左右。用185nmUV加低浓度的H₂O₂，仅处理8分钟就几乎测不出氯酚的浓度。总之，本方法在185nmUV降低氯酚废水的色度同时，仅加很低浓度的H₂O₂(0.001mol/L)，就可以提高降解氯酚的速率8～10倍，从而达到快速、经济降解含氯酚废水的目的。

降解机理：

185nm紫外线是一种波长较短、能量较高的紫外线，其能量相当于6.7eV，而一般用于水中的254nm紫外，其能量相当于4.88eV。185nm紫外光直接作用于水，引起水的均裂反应：

反应(1)的产率为0.33，反应(2)的产率为0.05，因而185nm紫外线照射水时，在185nm紫外线所能照射的范围内可以产生高浓度的活性中间体·OH、·H和e_aq(水合电子)，而且H₂O₂在紫外线的作用下也可以生成·OH：

这些活性中间体再与有机物的发色基团发生亲电或亲核反应，引起有机物的降解：

(Hydrogen Abstraction)

(Electrophilic Addition)

(Electron Transfer Reaction)

现以对氯苯酚为例，降解过程如下：

Claims

1.一种降解水中有机物氯酚的方法，其特征在于：首先，在含50mg/L氯酚的废水中加入双氧水，使双氧水在废水中的浓度达到0.0005mol/L～0.1mol/L；然后，按0.14L～0.70L/min流量用泵将上述配置好的含双氧水的氯酚废水泵入装有185nmUV灯的反应器中，装满后按40～160L/h流量循环；最后，对循环处理10～15分钟后的废水进行取样，用高效液相色谱测定水中氯酚浓度，发现经上述降解处理后，水中氯酚浓度达到了国家排放标准。