[发明专利]一种含硫化物的工业废水处理用试剂及其反应方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学领域，具体涉及废水处理。

背景技术

亚铁盐和过氧化氢的组合称为芬顿试剂，英国科学家H.J.H.Fenton在1894年首次发现多种有机物在该组合体系中可以有效被降解，较其他水处理技术具有明显优越性。1964年，Eisenhouser首次使用芬顿试剂氧化含苯酚和烷基苯的废水。1968年，Bishop对芬顿氧化处理有机污染废水有了初步讨论。自此以后，芬顿试剂被广泛应用于处理工业有机废水，例如酚类，印染废水以及对氨基苯磺酸等的处理。但是传统芬顿反应具有以下劣势：1)双氧水利用率低，三价铁离子还原为二价铁离子的转化率偏低，导致有机污染物降解不完全；2)传统的均相芬顿反应一般要求在pH＝3的环境下进行，实际废水一般达不到该pH值，且调整酸度会增加水处理的成本；3)芬顿反应体系是向体系中加入铁盐作为催化剂，过量的铁离子会存在于水溶液或泥浆中，使后续的处理过程耗时、耗力。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种含硫化物的工业废水处理用试剂，解决以上至少一个技术问题。

本发明的目的还在于，提供一种含硫化物的工业废水处理用试剂的反应方法，解决以上至少一个技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种含硫化物的工业废水处理用试剂，包括芬顿试剂，所述芬顿试剂中含有铁源和过氧化氢；

其特征在于，还包括硫化物，所述硫化物混在所述芬顿试剂内，作为芬顿试剂的助催化剂。

本发明在芬顿试剂内加入硫化物，在进行废水处理时，催化反应首先在硫化物表面进行，在黑暗条件下能显著提高降解效率，提高了降解效率和双氧水的利用效率。在芬顿试剂用量为微量级别条件下，可以循环利用，不仅避免了均相芬顿产生大量铁污泥的问题，还降低了处理成本。

所述硫化物为MoS₂、CoS₂、WS₂、CdS、CuS、Cr₂S₃、CeS₂、NiS、ZnS、PbS、InS、GaS、MnS、FeS₂中的任意一种或至少两种的混合物。经实验，上述硫化物加入后，可助催化芬顿反应分解双氧水并提高降解有机污染物的效果。

所述铁源可以是FeSO₄、Fe(NO₃)₃、FeCl₃、Fe₂O₃、Fe₂(SO₄)₃、Fe₂S₃、FeS、FePO₄、Fe粉、柠檬酸铁中的任意一种或至少两种的混合物。

优选，所述芬顿试剂以七水合硫酸亚铁和30wt％双氧水为原料，所述硫化物为MoS₂，每1L废水中加入七水合硫酸亚铁2～20000g，MoS₂ 3～10000g，30wt％双氧水0.1～1000mmol。

所述铁源中的铁元素可以替换为镍、铜、锰中的任意一种，形成类芬顿试剂，类芬顿试剂可代替芬顿试剂。经实验，类芬顿体系加入硫化物后也具有很高降解率。

所述芬顿试剂可应用于pH值为0～7的废水。芬顿反应一般要求废水的pH值为3，而在芬顿试剂中加入硫化物后，反应的pH值要求范围拓宽至0～7，降低了废水酸处理的成本。

所述废水通过一在线pH计实时监测废水pH值，避免因废水pH值超过7而使芬顿试剂失效。

所述芬顿试剂可应用于处理含有无色染料、有色染料、苯系污染物中任意一种或至少两种的混合物的废水。

一种含硫化物的工业废水处理用试剂的反应方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，取0.1～10000000L待处理废水；

步骤二，加入铁源直至浓度为2～20000g/L；

步骤三，加入硫化物直至浓度为3～10000g/L；

步骤四，将废水pH值调至0～7；

步骤五，加入30wt％双氧水直至H₂O₂浓度为0.1-1000mmol/L。

本发明的有益效果：

1.相较于传统意义的均相芬顿反应体系，加入廉价易得的硫化物作为助催化剂，提高了过氧化氢分解生成羟基自由基的效率，大大缩短了反应时间，提高了污染物去除效果，工业化利用后可有效提高经济效益；