[发明专利]一种基于膜技术与光催化联合处理有机废水的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及有机废水处理领域，具体的涉及一种基于膜技术与光催化联合处理有机废水的方法。

背景技术：

化工、冶金、印染、农药、造纸等行业排放出的废水一般成分较复杂，有机物浓度含量高，难于生物降解，污染性强。目前国内外对该类废水的处理颇为重视，各种新的处理技术和工艺不断研制出来,它们包括用物理化学法、离子交换法、膜分离、生物化学法、化学氧化法等。虽然这些方法可降低有机污染物的浓度，提高残余有机物的可生化性，但仍存在处理效果不佳，成本较高等问题。据文献报道，近年来在催化氧化法研究领域中产生的非均相催化氧化法处理废水过程是较新和较有竞争力的一种技术。

专利201710135397.9公开了一种非均相紫外光催化氧化降解有机废水的方法，包括先采用化学工沉淀法制备铁锰氧体，再将铁锰氧体、有机废水和双氧水处理装置的紫外光源照射处理有机废水。本发明以紫外光芬顿反应，铁锰氧体及双氧水三者共同作用，充分发挥三者优势，得到良好的有机废水处理效果，利用紫外光和铁锰氧体共同催化双氧水降解有机废水，有机废水的降解率可达85.93％。但是该方法采用的催化剂用量较大，增大了废水处理成本，且有机废水的降解率需要进一步提高。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于膜技术与光催化联合处理有机废水的方法，该方法可以有效除去废水中的有害物质，处理过程中催化剂和氧化剂用量少，降低了处理成本，且操作简单，对水体无二次污染。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于膜技术与光催化联合处理有机废水的方法，包括以下步骤：

(1)将纳米二氧化钛和甲醇混合，3000rpm下搅拌20min，然后边搅拌边加入EDTA-钴/镍络合分子前驱体，在40℃下继续搅拌至甲醇挥发完毕，制得的固体置于马弗炉内，氩气气氛下300-400℃下处理1-1.5h，处理结束后冷却至室温，得到光催化剂材料；

(2)将有机废水通入到装有膜组件的装置中，膜组件左侧经计量泵泵入有机废水，右侧连接装有催化剂处理池，上述制得的光催化剂材料安装在固定床中，该固定床置于处理池中，与有机废水接触在紫外光照射下进行光催化氧化；膜组件为PVDF制成的浸没式超滤膜，氧化剂采用双氧水；

(3)经过光催化氧化处理后的废水检测达到排放标准后进行排放。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述EDTA-钴/镍络合分子前驱体、纳米二氧化钛、甲醇的质量比为(1-3)：10:1000。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述有机废水的COD含量为100-200mg/L。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述浸没式超滤膜的粒径大小为0.02μm。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述紫外光的波长为255nm。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述双氧水的质量浓度为25％。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述双氧水的添加量为20mL/L。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述光催化剂材料的添加量为0.01-0.05g/L。

本发明具有以下有益效果：

本发明首先以纳米二氧化钛、EDTA-钴/镍络合分子前驱体为原料制备光催化剂材料，EDTA-金属络合物是一种由过渡金属离子与EDTA配体形成的六螯合的化合物，本身分子间作用力较小，并且容易分散在极性溶剂中，保证了在一定浓度范围内这种前体在半导体基体上能够均匀分散，在一定温度下焙烧处理，EDTA配体由于脱羧反应而部分解体，在半导体基体存在下，过渡金属离子与残留配体能够与基体表面形成配位结构，从而将过渡金属以化合形式负载于半导体表面，制得的光催化剂材料稳定性好，催化活性分子分散性好，用于废水处理时催化剂添加量少；

本发明采用光催化氧化和膜法技术处理相结合的方式处理废水，废水的COD去除率高，对水体无二次污染，且处理成本低，操作简单。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种基于膜技术与光催化联合处理有机废水的方法，包括以下步骤：