[发明专利]一种利用氧化石墨烯废水降解有机污染物的方法

说明书

本发明公开了一种利用氧化石墨烯废水降解有机污染物的方法，包括以下步骤：氧化石墨烯废水和COD为50‑10000mg/L的有机污染物废水混合，氧化石墨烯废水：有机污染物废水的体积比为1：（10‑20），此时pH值范围为2.5‑3.3，锰离子浓度为20‑60mg/L；在15℃‑30℃温度下，加入氧化剂；反应持续时间为一小时以上。本发明的方法简单，操作容易，解决了高酸、高锰废水的处理回收问题，实现了资源利用的最大化；有效利用氧化石墨烯废液中的酸和锰离子，不仅能够消除污染源，而且能够降解有机污染物；废水再利用，更加环保，改善环境质量，有机污水处理成本低，而且还避免了污染与资源的浪费。

技术领域

本发明涉及有机废水处理技术领域，具体涉及一种利用氧化石墨烯废水降解有机污染物的方法。

背景技术

生产氧化石墨烯的企业很多，Hummers法制备氧化石墨烯是采用浓硫酸中加入石墨粉和硝酸钠与高锰酸钾进行氧化反应，再加适量双氧水来还原残留氧化剂制得。在生产过程中会不可避免地产生废水，废水中含有硫酸盐、硝酸盐、锰盐、悬浮物等对环境污染严重的物质，其中锰离子浓度为400-600mg/L，硫酸盐含量为2000-4500mg/L，硝酸盐含量为1000-2000mg/L，PH为1-2。这不仅是资源的浪费，也会对社会环境造成一定影响。目前石墨烯生产企业对于废酸处置方法主要采用酸碱中和的办法，需要消耗等量的碱，同时还产生一定量的盐。对于锰离子的去除，一般采用混凝沉淀法，例如加入聚合氯化铝PAC、30%的氢氧化钠调节pH至8-9。这造成了资源极大的浪费，而且提高了成本，不符合当代环保理念的要求。

高级氧化技术是利用金属离子比如铁离子、亚铁离子、锰离子，来活化氧化剂比如氧气、双氧水、过硫酸盐，通过氧化提高污染物的可生化性。高级氧化技术包括电化学氧化法、臭氧氧化法和Fenton氧化法等。Fenton氧化法是一种针对废水尤其是难降解废水处理的有效的高级氧化法，原理是利用过氧化氢与二价铁离子混合溶液反应产生的羟基自由基OH•将羧酸、醇、酯类有机化合物氧化为无机态。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种利用氧化石墨烯废水降解有机污染物的方法。本发明的方法简单，操作容易，解决了高酸、高锰废水的处理回收问题，实现了资源利用的最大化；有效利用氧化石墨烯废液中的酸和锰离子，不仅能够消除污染源，而且能够降解有机污染物；废水再利用，更加环保，改善环境质量，有机污水处理成本低，而且还避免了污染与资源的浪费。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用氧化石墨烯废水降解有机污染物的方法，包括以下步骤：

1）氧化石墨烯废水和COD为50-10000mg/L的有机污染物废水混合，氧化石墨烯废水：有机污染物废水的体积比为1：（10-20），此时pH值范围为2.5-3.3，锰离子浓度为20-60mg/L；

2）在15℃-30℃温度下，加入氧化剂；

3）反应持续时间为一小时以上。

进一步地，步骤（1）中氧化石墨烯废水是通过Hummers法制备氧化石墨烯的废水。

进一步地，步骤2）中氧化剂是双氧水、过硫酸盐和亚硫酸盐中的一种。

作为优选，在步骤2）中添加零价铁或者亚铁离子作为催化剂，使溶液中零价铁浓度为30-70 mg/L，亚铁离子浓度为10-25mg/L。添加亚铁离子或者零价铁之后，降解效果明显提高。

进一步地，步骤2）中加入双氧水后，使溶液中双氧水的浓度为10-30 mg/L。

进一步地，步骤2）中加入过硫酸盐后，使溶液中过硫酸盐的浓度为0.2-3 mg/L。

作为优选，有机污染物废水：双氧水：氧化石墨烯GO废水的质量比为1:（1-3）：（0.1-2）。