[发明专利]一种高效去除工业废水中有机污染物的方法

说明书

技术领域

本专利涉及废水处理领域，具体涉及一种高效去除工业废水中有机污染物的方法。

背景技术

在水体大量存在的有机污染物对水生生物的生存环境造成了巨大的威胁。而这些有机物由于具有低浓度、高危害且高稳定性等特征，不能被传统的常规工艺有效去除，如难于生物降解，一般城市污水处理厂传统的物化及生物处理方法都很难将其高效的去除。因此，对于有机污染物去除方法的研究将成为水污染控制领域的热点之一。在不断加重的威胁下，研究新型的可以有效去除水中难降解有机物的工艺从而有效地提高饮用水水质，对我国的可持续性发展就具有极其重要的战略意义。

现有技术公开了一种将臭氧氧化与电化学法相结合处理有机微污染物质的方法；该方法通过在直流电场中，水体中溶解的O₂在臭氧接触器底部进行电化学原位产生H₂O₂，生成的H₂O₂与溶液中溶解的O₃进一步发生Peroxone反应，生成具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，从而氧化降解PPCPs类微污染物。然而，工业废水中含有的污染物种类多，含量高，难以被全面、彻底地去除，且工业废水中存在大量的金属离子(如铁离子)，会与降解中间产物(如草酸)形成络合物，导致有机污染物难以被彻底降解为无害的CO₂。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种高效去除工业废水中有机污染物的方法。本发明通过将紫外光照射、臭氧氧化与电化学法结合，并对反应条件进行全面的优化，使过氧化氢在紫外线照射下进一步分解产生无选择性氧化的羟基自由基，加强对难降解物质的氧化，同时，紫外线本身也可以选择性降解Fe³⁺与降解中间产物形成的络合物，减少其对进一步矿化的影响，在提高了水体中有机污染物降解率的同时，显著提高水体中有机污染物彻底降解为无害的CO₂的矿化率，并节省了能源消耗。

具体而言，本发明提供的方法包括以下步骤：采用底部微孔曝气方式，将O₃体积百分比为5～10％的O₂和O₃混合气通入臭氧接触器；通入混合气的同时，将待处理水体注入所述臭氧接触器，水力停留时间为10～20min，即时输出水体，即可；

所述O₃的传质量与待处理水体体积之比为50～100mg/L；

在所述水力停留时间的前40～60％时间内，在位于臭氧接触器底部的阴、阳电极两端通直流电，阴极端电流密度为25～40mA/cm²；结束通电后，再在剩余的水力停留时间内用紫外光照射水体。

本发明所述待处理水体的总有机碳(TotalOrganicCarbon，TOC)浓度为1～50mg/L，pH值为6～8，电导率大于700μS/cm，Fe²⁺浓度为20～200mg/L；优选地，所述待处理水体的TOC浓度为10～30mg/L，pH值为6.5～7.5，电导率为1000～8000μS/cm，Fe²⁺浓度为50～150mg/L。所述待处理水体中TOC的来源包括硝基苯、氯苯和苯甲醛。

本发明所述O₃的传质量与待处理水体体积之比优选为70～80mg/L。本发明所述传质量是指气体被液体吸收的质量，可采用本领域的常规方法进行检测。

本发明所述混合气优选由臭氧发生器制备而成。采用臭氧发生器制备的具体步骤为：将O₂通入臭氧发生器，部分O₂转化为O₃，输出气体，即O₃体积百分比为5～10％的O₂和O₃混合气。向臭氧接触器中鼓入O₃和O₂混合气时，曝气方式为底部微孔曝气，同时进行磁力搅拌，所述微孔曝气的曝气流速优选为0.1～0.5L/min。

本发明所述水力停留时间(HydraulicRetentionTime，HRT)是指待处理水体在反应器内的平均停留时间。本发明提供的方案中，待处理水体在反应器内仅需要很短的停留时间即可实现有机污染物的高效去除。具体而言，本发明所述方案的水力停留时间为10～20min。