[发明专利]Fenton反应处理废水方法

说明书

技术领域

本发明是对污水Fenton(芬顿)处理方法的改进，特别涉及一种药剂用量少，对酸度适应范围宽的Fenton反应处理污水方法。

背景技术

Fenton反应具有非常强的氧化能力，对许多种类有机物都具有氧化作用，被用于难降解有机废水处理。通常Fenton反应，是直接将Fenton反应试剂(亚铁盐和强氧化剂例如H₂O₂或HClO)加入处理水中，Fenton氧化是亚铁离子在水中与氧化剂作用产生强氧化的羟基自由基，将废水中难降解有机物氧化、碳化成可降解的小分子，达到降解效果。Fenton试剂直接加入，Fenton试剂中起催化作用的亚铁盐溶解在水中易水解变成氢氧化亚铁，从而失去催化作用，降低了H₂O₂向羟基自由基的转化率，造成氧化能力降低，H₂O₂使用效率不高，为保持处理水中一定浓度羟基自由基，必须加入大量H₂O₂和Fe²⁺，增加了试剂用量。为此通过加入过量的酸根H⁺¹离子，抑制亚铁盐水解，所以Fenton反应较佳通常在pH2.0～4.0环境中进行，加酸增加了处理成本。其次，处理废水中通常含有大量呈分散状不溶有机胶体和悬浮颗粒，例如蛋白质、脂肪、化纤类高分子化合物、纤维素、木质素等等，各种有机大分子化合物以及微生物菌体等，它们有些具有还原性，会与Fenton试剂产生的羟基自由基反应；并且Fenton试剂对不溶解有机胶体和悬浮颗粒氧化降解效果相对较差(氧化约需45-90分钟)，这都需消耗大量Fenton试剂，造成Fenton试剂浪费。上述二个方面均增加了Fenton试剂用量，造成处理成本的增加。此外，Fenton试剂用量大，还会增加处理后废水中H₂O₂残留，须用大量的中和剂除去，也会造成处理成本的增加。

为提高Fenton反应处理效率，人们采取了多种措施，例如：

中国专利CN1899986公开的高压空化射流结合芬顿试剂处理印染废水，包括用酸调节pH为2.0～3.5；加入浓度分别为0.009～0.015mol/L硫酸亚铁，及0.1～0.15mol/L过氧化氢；再用用氢氧化钠调节氧化处理后废水pH为8.0～10.0，加入过氧化氢，使过氧化氢浓度为0.01～0.05mol/L，用泵送入压力为0.4～0.6Mpa空化器内；使印染废水从芬顿试剂氧化池到空化器，再从空化器回流到芬顿试剂氧化池，循环空化8～14次；将经高压空化射流循环处理后的废水排入混凝沉淀池絮凝分离，用粉煤灰对混凝沉淀后清液进行吸附处理。此法处理过程过余复杂，处理时间长，需用大量酸和碱反复调节PH，药剂用量大，并有废渣产生需再处理，缺乏实际应用价值。

中国专利CN101254987公开的小水量难降解废水深度净化回用处理方法，调整废水pH到3-5，进入喷动流化床反应塔，先用微电解法处理该废水，再用光助芬顿催化氧化法处理，调整废水pH值到6.8-7.8，然后用强化絮凝法处理；再用微波催化氧化法处理；用UV光催化处理；澄清过滤器达到回用水质要求。同样处理过程相对复杂，成本高。

中国专利CN101362834公开的羧甲基纤维素钠协同降解方法，在质量浓度为60.0mg/L羧甲基纤维素钠溶液，加入30％的H₂O₂和0.30-0.60g/升FeSO₄·7H₂O组成的Fenton试剂(摩尔比30∶1)4-6mL/升，和TiO₂催化剂颗粒(0.2-0.3克/升)，调节pH为5，将混合溶液投入到多反射光催化反应器中反应。上述浪费Fenton试剂现象并没有得到克服。

中国专利CN1765762公开的水性油墨废水处理工艺，将聚合氯化铝(PAC)以0.4-0.8g/L加入到水性油墨废水中，再加入0.3-0.6g/L助凝剂硫酸亚铁，沉降固液分离；上清液用稀盐酸调节pH至3-4，加入0.8-1.2ml/L的30％H₂O₂及0.2-0.3g/L硫酸亚铁，曝气条件下，紫外灯照射4-6h，COD为150-280mg/L；再用氢氧化钠调节氧化后废水pH至中性，静置待Fe³⁺完全沉淀后，去除沉淀，分离出上清液。