[发明专利]一种臭氧氧化耦合电催化还原的染料废水处理方法

说明书

本发明公开了一种臭氧氧化耦合电催化还原的染料废水处理方法，属于染料废水处理领域，该方法包括以下步骤：将染料废水进行A²/O工艺处理，得到一级处理废水；向一级处理废水中加入催化剂MnO_x/GAC，再通入臭氧，进行臭氧催化氧化处理，得到二级处理废水；将二级处理废水进行电催化还原处理；电催化还原处理的工作电极为Pd/γ‑MnO₂/Ni foam复合电极，该电极是以泡沫镍为基体，先通过水热反应在泡沫镍表面形成γ‑MnO₂中间层，再通过化学沉积Pd纳米颗粒制备得到。本发明将臭氧催化氧化处理与电催化还原技术相耦合，能够实现染料废水中常规污染物和有机卤代物的协同去除，保证出水水质稳定达标，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于染料废水处理领域，具体地，本发明涉及一种臭氧氧化耦合电催化还原的染料废水处理方法。

背景技术

染料生产废水中有机污染物浓度高、分子量大，含盐量高，色度大，单纯的生物处理工艺对废水COD和色度的去除效果普遍不佳，常需高级氧化工艺进行进一步处理。高级氧化工艺主要是利用系统中产生的羟基自由基、臭氧等强氧化剂将有机污染物氧化或矿化成无害物质，具有反应速度快、污染物降解彻底等优点，在难降解废水深度处理过程中的应用越来越广泛。

由于染料生产过程中使用大量卤代苯酚、卤代苯胺、卤代硝基苯类等有机卤代物作为原料或中间体，导致其废水中通常含有高浓度可吸附有机卤代物（AOX）。AOX大多具有持久性、亲脂性、生物毒性和“三致”效应，对人类和生态环境构成的严重威胁，因此针对废水中AOX高效去除技术的开发刻不容缓。目前，高级氧化工艺虽然能够广谱地去除废水中的常规污染物，但在处理含有高浓度卤素离子（≥500 mg/L）的难降解废水时，废水中卤素离子会与高级氧化工艺过程中产生的活性自由基发生反应，转化为卤素自由基，继而与有机物反应生成有机卤代副产物，导致废水中AOX浓度上升，而高级氧化工艺对氧化过程中新生成的AOX副产物难以实现有效控制和去除。因此，开发针对染料生产废水中常规污染物和AOX的协同去除技术体系，以降低排水生态风险，是染料行业生存、实现可持续发展和绿色发展的重大现实需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种臭氧氧化耦合电催化还原的染料废水处理方法，该方法将臭氧催化氧化处理与电催化还原处理相结合，最终实现染料废水中常规污染物和AOX的协同去除，确保染料废水的安全排放。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种臭氧氧化耦合电催化还原的染料废水处理方法，包括以下步骤：

（1）将待处理的染料废水进行A²/O工艺（厌氧-缺氧-好氧生物工艺）处理，得到一级处理废水；

（2）向一级处理废水中加入催化剂MnO_x/GAC，再通入臭氧，进行臭氧催化氧化处理，得到二级处理废水；

（3）将二级处理废水进行电催化还原处理，水质达标后排放；其中电催化还原处理的工作电极为Pd/γ-MnO₂/Ni foam复合电极，所述Pd/γ-MnO₂/Ni foam复合电极是以泡沫镍为基体，先通过水热反应在泡沫镍表面形成γ-MnO₂中间层，再通过化学沉积Pd纳米颗粒制备得到。

本发明方法，将染料废水先通过臭氧催化氧化处理，使染料废水的色度和COD下降；再利用电催化还原脱卤处理，进一步除去废水中的卤代有机物及臭氧催化氧化过程中生成的有机卤代副产物，最终实现废水中常规污染物和AOX的协同去除，从而确保染料废水的安全排放，且该方法工艺流程简单，反应条件温和。

在一些实施例中，Pd/γ-MnO₂/Ni foam复合电极中，γ-MnO₂中间层在泡沫镍上的负载量为0.30~0.35 mg/cm²；Pd纳米颗粒的沉积量为0.68~0.72 mg/cm²。