[发明专利]一种降解含难氧化物质废水的方法

说明书

本发明公开了一种降解含难氧化物质废水的方法，属于废水处理技术领域。所述废水包括含硝基芳香族化合物的火炸药废水，含芳香腈类化合物或环氧类化合物的农药废水；方法包括：首先采用电催化产生的亚铁离子还原废水中的污染物，再通过电化学装置的阴极将铁离子还原为亚铁离子；再投加H₂O₂发生芬顿氧化反应，同时保持电化学装置的阳极氧化和阴极还原过程继续进行。该方法利用电化学还原—电催化芬顿氧化耦合体系，实现了Fe²⁺的充分利用，即先将难氧化物质还原，后在电化学管式反应器阴极表面实现再生，而后参与电催化芬顿氧化，转化为Fe³⁺可继续在电化学管式反应器阴极处再生，完成了还原试剂加芬顿催化剂的双重作用，提高了芬顿氧化及电化学氧化的效率。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种降解含难氧化物质废水的方法。

背景技术

火炸药和农药杀菌剂、杀鼠剂生产废水中常含有硝基芳香族化合物(Nitroaromatic Compounds，简称NACs)，环氧类化合物及芳香腈类化合物，例如氯代、溴代硝基芳香族化合物、硝基酚类化合物、苯二腈等，属于典型的异生物合成物质，这类有机物是重要的基础化工原料，广泛应用于医药、农药、染料、炸药等化工产品的生产。以氯代硝基芳香族化合物为例，截止2014年底，中国氯代硝基苯的总生产能力达79万t/a，约占全球生产总量的80％。然而，上述的NACs等有机物具有化学性质稳定、生物降解性差、且具有“三致”效应；极易在水体沉积物、土壤等环境中累积，并通过生物富集进入食物链，危害人类健康和生态安全。随着NACs等有机物的大量生产与应用，一旦随着这些相应化工行业的污水排放进入环境，将对人体和环境造成巨大的损害，所以各国已将不少NACs污染物列为“优先控制的持久性有机污染物”。因此，开展经济高效的NACs污染物控制技术研究意义重大。

研究表由于NACs等污染物，例如硝基氯苯等化合物其苯环上的吸电子基团硝基、氯基的作用，苯环的电子云密度降低，从而抑制了氧化酶的亲电子攻击，使其难以实现好氧途径降解。目前，对于此类难降解NACs有机物，主要通过厌氧还原途径进行预处理，生成毒性更低的氨基化合物，进而实现其好氧途径的降解，从而最终实现矿化。

化学还原法是指利用强还原性的零价金属如铁、锌、镁等还原转化污染物的方法，研究证实该方法可还原去除硝基芳香烃、氯代芳香烃、偶氮染料等一系列的难降解有机污染物，其中尤其是零价铁还原技术(ZVI技术)，自20世纪90年代发展以来，以其简单、高效、廉价的优点受到研究者的广泛关注，极大推动了ZVI技术在环境污染治理方面的应用。综上，化学法处理NACs废水具有污染物去除效率高、反应速度快的优点，但该类工艺对设备要求高、运行操作成本高、对有机物的矿化程度低，难以实现经济高效的NACs治理，因此有待进一步通过参数优化及工艺耦合等研究促进其工程化应用。

在处理NACs等难氧化污染物的过程中，采用传统芬顿氧化技术，控制铁(II)与COD的质量比为1:1-1.5，铁(II)与H₂O₂的摩尔比在1:4-6，且一般投加的是硫酸亚铁粉末，该粉末进入水体中极易造成团聚，导致扩散进入水体中的铁(II)浓度低，往往需要继续投加过量的硫酸亚铁粉末才能保证芬顿反应所需的铁(II)浓度，而此举就导致反应末端铁(III)产渣量(包括不能被断开的铁(III)-羧酸盐络合物及Fe(OH)₃沉淀)较大，COD去除效率停滞，且危废处理费用和药剂投加费用高。

针对NACs等难氧化污染物，如采用单一电化学氧化技术，因其难氧化的特性，如想达到较高的污染物去除率，则需要较高的电流密度和较长的反应时间，获得的较高去除率的同时无疑会以较高运行成本作为代价，因此，寻找低成本的降解方法是针对此类废水处理领域亟待解决的难题。

发明内容

1.要解决的问题