[发明专利]一种复合活化过二硫酸盐处理有机废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，特别涉及一种复合活化过二硫酸盐处理有机废水的方法。

背景技术

工业的发展造成了越来越严重的环境水污染，水体中大量污染物严重威胁着人类自身的健康。高级氧化技术是指通过化学或物理化学的方法，将水中的有机污染物转化为低毒、易生物降解的小分子物质，或者将有机污染物直接矿化为CO₂、H₂O及其它无机物。高级氧化技术通常被认为是利用其过程中产生的氧化能力极强的羟基自由基将污染物氧化的。近年来，基于活化过硫酸盐而产生硫酸根自由基的处理技术日益受到关注，其中的非均相活化过硫酸盐技术克服了均相体系中金属离子分离、回收困难的缺点，降低了金属离子对出水的影响。但非均相活化技术对催化剂要求较高，只有特殊制备的催化剂才能高效活化过硫酸盐产生活性自由基。电化学废水处理技术是一种环境友好型技术，特别地，电场可以促进催化剂活性中心金属不同价态的转化，实现催化剂对过硫酸盐的高效活化，且催化剂可以重复利用。

发明内容

针对背景技术中的现状，本发明提供了一种复合活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，技术方案如下：将四氧化三铁或α-FeOOH或SBA-15负载铜铁氧化物作为催化剂与过二硫酸盐投加到有机废水中，得到反应液，在外加电场条件下对有机废水进行处理。

作为优选项：

所述外加电场的电流为0.5～2.0A。

所述催化剂的投加量为0.1g/L～1g/L。

所述过二硫酸盐浓度为3mmol/L～10mmol/L。

所述反应液的pH值为3～10。

本发明基于使用固体催化剂非均相活化过硫酸盐技术对催化剂的要求高，普通的金属氧化物或负载金属氧化物活化效果有限等不足，通过外加电场，促进催化剂活性中心金属不同价态的转化，实现普通催化剂对过硫酸盐的高效活化。同时本发明克服了均相催化剂在水中分离和回收困难的缺点，实现了催化剂的重复利用。而且，该法可以在接近中性的pH值条件下反应，大大拓宽了反应的pH范围，减少了后续处理步骤。

本发明与均相活化过硫酸盐技术相比，对金属氧化物或负载金属氧化物催化剂没有特殊要求，它们均能在电场作用下高效活化过硫酸盐。而且催化剂易于回收，保证了处理后有效的固液分离，催化剂可以重复利用，金属溶出低，降低了金属离子对出水的影响。

本发明方法的有益效果是：

1、对催化剂没有特殊要求，现有的普通金属氧化物或负载金属氧化物催化剂均可。

2、固体催化剂大大拓宽了反应pH值范围，反应可以在接近中性条件下反应，减少了后续处理工艺。

3、固体催化剂易于回收，保证了处理后有效的固液分离，催化剂重复利用性高。

4、本工艺操作简单易行，且去除效果较好。

具体实施方式

本发明以药品和个人护理用品类（PPCPs）和偶氮染料类污染物为典型的有机废水。PPCPs类废水包括各种各样的化学物质，由于在日常生活中大量而频繁地使用，导致PPCPs形成假性持续性现象。其中药品类物质由于不能被人体或者动物完全吸收，暴露在环境中，对人类的健康和生存造成不利影响。偶氮染料是目前应用最广泛的合成染料且难以被生物降解。偶氮染料具有毒性和致癌性，这使染料废水的处理成为当今社会广泛关注的问题。因此，实施例中选用降血脂药氯贝酸和偶氮染料橙黄Ⅱ分别作为PPCPs和染料污染物的代表。

下面通过实施例对本发明作进一步说明，阐明本发明的突出特点和显著进步，仅在于说明本发明而绝不限于本发明。

实施例1：在此实施例中，选取SBA-15负载铜铁氧化物为催化剂，过硫酸盐为氧化剂，氯贝酸溶液为模拟PPCPs废水。对比了催化剂单独活化过硫酸盐（1），单独电解（2）和催化剂在电场条件下活化过硫酸盐（3）三个体系对氯贝酸的降解。在催化剂单独活化过硫酸盐体系中，反应60min后氯贝酸去除率仅为6.7%。在单独电解体系中，氯贝酸的去除率达到66.4%。在电场条件下催化剂非均相活化过硫酸盐体系中，氯贝酸几乎可以完全去除(99.7%)。详细之操作条件与处理结果如下所示：

一、操作条件

（1）催化剂单独活化过硫酸盐

氯贝酸溶液浓度：25mg/L

氯贝酸废水体积：200mL

pH值：6.5

过二硫酸盐浓度：10mmol/L

催化剂投加量：0.5g/L

（2）单独电解体系