[发明专利]过氧化氢协同过硫酸盐处理难生化降解有机废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机废水处理领域，具体涉及一种过氧化氢协同过硫酸盐处理难生化降解有机废水的方法。

背景技术

生化需氧量(BOD5)和化学需氧量(COD)的比值能说明水中的有机污染物有多少是微生物难以分解的。BOD₅/COD值越小，生化难以降解的部分越多。一般来说BOD₅/COD大于1/3就认为具有较好的可生化性，难生化降解有机废水是指通过普通生物降解较困难的废水，其可生化性指标BOD₅/COD小于0.3。

目前对难生化降解有机废水的处理方法包括物理法、化学法和生物法。生物处理方法设备占地面积大、处理周期长，对难降解有机物处理效果差。传统的物理化学方法例如絮凝和汽提法等只是把污染物从液相转移到固相或者气相，并没有完全消除有机污染物，造成二次污染。

高级氧化技术(AOTs)是利用反应中生成的强氧化性自由基，将有机污染物降解成小分子物质，甚至矿化成CO₂、H₂O和相应的无机离子。传统的高级氧化技术是以过氧化氢产生·OH为主要活性物种来降解污染物。它的缺点在于(1)pH值必须调节到3以下，(2)易产生铁泥污染物，(3)中性和碱性条件下·OH活性不强。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种过氧化氢协同过硫酸盐处理难生化降解有机废水的方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种过氧化氢协同过硫酸盐处理难生化降解有机废水的方法，包括如下步骤：

(1)测定难生化降解有机废水的CODcr值，以使双氧化剂在有机废水中的浓度与CODcr值的比为(0.8～1.2)∶1确定双氧化剂(即过氧化氢和过硫酸盐)的总体加入量；

(2)往废水中加入亚铁盐溶液，双氧化剂与亚铁离子的摩尔比为(1～2)∶1；亚铁盐的作用是引发产生自由基的，相当于催化剂；

(3)往废水中加入过氧化氢和过硫酸盐，两者的摩尔比为(2～4)∶(8～6)，充分反应后，难生化降解有机废水即得到净化；

所述的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵中的一种；

所述的难生化降解有机废水为偶氮染料废水，染料废水中的有机污染物大部分含一个或多个-N＝N-(偶氮)，其化学性质较稳定，废水成分复杂，是公认的高浓度难生化降解有机废水；

步骤(1)所述双氧化剂在有机废水中的浓度与CODcr值的比优选1∶1；

步骤(2)所述的亚铁盐为七水合硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、氯化亚铁或硝酸亚铁中的一种以上；

步骤(2)所述双氧化剂与亚铁离子的摩尔比优选2∶1；

步骤(3)所述过氧化氢与过硫酸盐的摩尔比优选3∶7。

基于SO₄-·的高级氧化技术是近年发展起来的新型难降解有机污染物氧化去除新技术，它的优点在于SO₄-·不仅可在更宽的pH范围产生，而且在中性和碱性范围，其氧化性强于·OH，即使在酸性条件，两者也有相近的氧化能力。但是缺点是·OH比SO₄-·有更强的夺氢和加成能力，夺氢和加成能力对于完全降解污染物很关键。所以将SO₄-·与·OH联合起来降解污染物是最好的选择。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

过氧化氢是产生·OH的典型氧化剂，过硫酸盐是产生SO₄-·的典型氧化剂，将这两种氧化剂联用的主要优点有：

(1)过氧化氢在中性或碱性条件下容易分解成氧气和水，而不是产生羟基自由基等对有机污染物极具破坏性的自由基。过硫酸盐能在宽pH值范围内产生自由基，双氧化剂能在较宽pH范围内降解更多的污染物。

(2)过氧化氢与Fe(II)反应放热可以为过硫酸盐活化提供有利条件，比如过硫酸盐活化需要的热量。

(3)过硫酸盐释放的SO₄-·可以与氢氧根反应生成·OH，从而使水中pH值降低，能够减缓过氧化氢的分解，产生SO₄-·可能促进·OH生成，从而产生更多的·OH，使氧化污染物的能力增强。