[发明专利]微波诱导粉煤灰源Fenton-Like氧化高浓度重油废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，提供一种绿色的污水处理方法，主要针对微波诱导粉煤灰源类Fenton氧化高浓度重油废水的处理方法。

背景技术

目前对高浓度有机废水的处理方法主要有生物法、絮凝沉淀法、氧化法、电解法、焚烧法及萃取法。生物法和絮凝沉淀法会产生大量污泥，因而需要进一步处理，而生化法对废水的可生化性及COD都有一定的要求。氧化法需要在高温（几百及几千摄氏度）、高压（几十及几百个大气压）条件下进行，这对设备及操作的安全性提出了挑战，同时所用催化剂成本高，在高浓度有机废水中容易中毒，需要定期更换。电解法综合效果好，运行费用低，但处理量较小。焚烧法会产生大量有毒物质，对大气造成污染。萃取法处理高浓度有机废水，由于废水的成分复杂，使得萃取物很难得以回收利用。

采用微波热效应以及Fenton试剂高活性氧化方法可有效去除污水中的难降解有机物，这种方法效率高，处理效果好，《环境科学与技术》，2008，31（9），46-49进行了微波诱导Fenton试剂氧化降解水中对硝基苯的研究，但这种方法采用分析纯FeSO₂                                               H₂O作为制备Fenton试剂的原料，其成本较高，不易于实际应用。

发明内容

本发明目的在于克服上述不足之处，提供一种微波诱导粉煤灰源Fenton-Like氧化高浓度重油废水的处理方法。它利用工业废弃料粉煤灰作为制备Fenton试剂的原料，优化微波诱导粉煤灰源类Fenton氧化工艺，实现高效处理重油废水的目的。

本发明采用的技术方案是：利用粉煤灰与一定浓度（25%—29%，最佳浓度是27.5%）的双氧水反应生成类Fenton试剂在微波辐射的作用下处理高浓度有机废水。经过不同温度和浓度的实验，该处理方法的最佳工艺条件为粉煤灰用量为8-10g、微波控制温度为150℃、微波辐射时间为5-7min、双氧水用量为1.5mL、pH=3-4，反应因素的影响由大到小分别是粉煤灰的加入量＞H₂O₂的加入量＞微波辐射时间＞微波炉控制温度。粉煤灰的主要成分是SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO等，粉煤灰与双氧水结合会使粉煤灰化学成分中的低价金属离子氧化成具有更高化合价的离子，同时催化浓度27.5%的双氧水（H₂O₂）生成羟基自由基（OH），此时便形成了类Fenton催化反应体系，这种反应体系具有极强的氧化能力，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以降解的有机物的氧化处理。同时将类Fenton与高浓度有机废水同时置入微波的辐射下，微波辐照使物体内部的分子相互摩擦发热，热效应使整个系统同时被辐照，温度上升迅速，同时微波的非热效应使需要降解的物质分子键断裂加快，在5-7min的时间内可达到较好降解有机物的效果。该处理方法的最佳工艺条件为粉煤灰用量为8-10g、微波控制温度为150℃、微波辐射时间为5-7min、双氧水用量为1.5mL、pH=3-4，反应因素的影响由大到小分别是粉煤灰的加入量＞H₂O₂的加入量＞微波辐射时间＞微波炉控制温度。该处理方法特别适用于处理重油废水、焦化废水、芳烃废水。微波诱导粉煤灰源Fenton-Like氧化高浓度重油废水的处理方法，其特征在于：微波辐射与类Fenton试剂联合作用降解高浓度有机废水COD的反应近似于一级反应动力学，动力学方程为：lnC=-0.431t+6.496（R²=0.991），动力学常数k=0.431min^-1，反应半衰期t_1/2=1.61min。

本发明的优点是：

（1）处理工艺简单：用粉煤灰与一定浓度的双氧水反应生成类Fenton试剂在微波辐射的作用下处理高浓度有机废水，经一次处理后，其出水COD达到排放标准。

（2）对难降解物质去除效果好：该发明对重油废水、焦化废水、芳烃废水具有较好去除效果，经过微波诱导类Fenton氧化后，三种废水的去除率均达到90%以上。