一种改进芬顿药剂及应用其的废水处理方法技术

本发明专利技术提供了一种改进芬顿药剂及应用其的废水处理方法，涉及废水处理技术领域，解决了双氧水利用率低的技术问题。该药剂由如下原材料制备，纳米黄铁矿和双氧水。该方法包括如下步骤：S1，注入所需量的待处理废水；S2，向所述废水中加入纳米黄铁矿至所述废水中所述纳米黄铁矿浓度为0.1‑5g/L；S3，向步骤S2的废水加入双氧水至所述双氧水浓度为0.1‑1000mmol/L；S4，对步骤S3的废水静置沉淀后排出上清液，并可重新加入待处理废水。

An improved Fenton reagent and its wastewater treatment method

The invention provides a waste water treatment method for improving Fenton reagent and its application, relates to the technical field of waste water treatment, and solves the technical problem of low utilization ratio of hydrogen peroxide. The agent is made from the following raw materials, nano pyrite and hydrogen peroxide. The method comprises the following steps: S1, injecting the required amount of wastewater to be treated; S2, adding nano-pyrite to the wastewater with a concentration of 0.1_5g/L; S3, adding hydrogen peroxide to the wastewater with a concentration of 0.1_1000mmol/L; S4, sedimenting the wastewater with a concentration of 0.1_1000mmol/L; After that, the supernatant is discharged and the treated wastewater can be added again.

【技术实现步骤摘要】
一种改进芬顿药剂及应用其的废水处理方法
本专利技术涉及废水处理
，尤其是涉及一种改进芬顿药剂及应用其的废水处理方法。
技术介绍
随着人口、经济的增长及工业化的迅速推进，越来越多的新型污染物被排放到水体当中，包括医药、农药、内分泌干扰素等物质。这些污染物被排放到水体当中，经过长期的积累与富集，对水环境及水生生物造成了严重的威胁，最终通过生物链层层富集危害到人类的生命健康。由于这些污染物的高毒性，持久性及顽固性，传统的物理化学手段或生物处理工艺很难对其起到良好的去除效果。芬顿反应(Fe2+/H2O2)能够产生大量具有强氧化性的羟基自由基(E＝2.8V)，通过对污染物的无选择性攻击实现高效而快速的降解，因而得到了广泛的重视和发展。然而，经典芬顿体系的多个瓶颈问题极大地限制了大规模的工业应用：1.体系对pH值非常敏感，通常需要通过预先酸化使待处理废水的pH值达到3左右才能实现高效的降解；2.产生大量铁污泥，当亚铁转变为三价铁之后，将其快速的还原为亚铁十分困难，造成催化效率的剧烈下降，同时产生大量铁污泥，增加了运行成本；3.过氧化氢利用效率低，由于过氧化氢不仅作为电子受体产生羟基自由基，还作为电子供体用于三价铁的还原，大量的过氧化氢无效分解，需要更大的投加量。中国专利技术专利专利技术名称为一种利用天然磁黄铁矿处理硝基苯类废水的方法，公开号为CN102963943A。公开了一种利用黄铁矿处理硝基苯废水的方法，该专利技术需要水洗或酸洗破碎至50-200目的天然磁黄铁矿；将不小于50g/L磁黄铁矿与调节pH3-10的硝基苯废水混合；混合反应48小时，该技术黄铁矿投加量大，反应时间长且操作复杂。中国专利技术专利专利技术名称为黄铁矿烧渣催化H2O2氧化处理难降解污染物的方法，公开号为CN101745197A。公开了一种黄铁矿类芬顿方法处理污染物的方法，该专利技术利用黄铁矿烧渣作为芬顿催化剂，通过产生的强氧化性羟基自由基实现污染物的去除，但该技术烧渣投加量过大，双氧水利用率低且烧渣来源单一，限制了工程应用。中国专利技术专利专利技术名称为天然硫铁矿催化H2O2氧化深度处理工业废水的方法，公开号为CN103708647A。公开了一种利用硫铁矿非均相芬顿处理工业废水的方法，该专利技术对天然硫铁矿进行预处理，在待处理废水中同时加入硫铁矿、次氮基三乙酸、双氧水以及三价铁离子构成芬顿体系实现污染物的高效降解，但该系统需要额外加入次氮基三乙酸及三价铁离子且三价铁离子与硫铁矿的比例较难控制，不利于实际工程运行。中国专利技术专利专利技术名称为一种含硫化物的工业废水处理用试剂及其反应方法，公开号为CN107720930A。公开了一种利用硫化物作为芬顿反应助催化剂处理工业废水的方法，该专利技术使用过渡金属二硫族化合物(TMDs)作为芬顿体系的助催化剂，利用TMDs优良的半导体性能构建了高效的三价铁/亚铁循环，实现了光照条件下污染物的高效降解。但TMDs制备工艺复杂，成本高昂，难以实现大规模工业生产，目前尚处于实验室制备阶段，不适于低附加值的废水处理行业使用。本申请与上述专利技术没有冲突。文献《一种利用天然非均相黄铁矿催化芬顿反应处理水相硝基苯的方法，化学工程杂志，244，438-445》(Zhang,Y.,Zhang,K.,Dai,C.,Zhou,X.,andSi,H.(2014).AnenhancedFentonreactioncatalyzedbynaturalheterogeneouspyritefornitrobenzenedegradationinanaqueoussolution.ChemicalEngineeringJournal244,438–445.)提出了使用微米级天然黄铁矿与过氧化氢构成非均相芬顿体系，对硝基苯取得了良好的处理效果，然而对20mg/L硝基苯的完全降解需要黄铁矿投加量2g/L与过氧化氢250mmol/L，成本较高，不利于工业应用。
技术实现思路
本专利技术第一方面的目的在于提供一种改进芬顿药剂，以解决现有技术中存在的双氧水利用率低的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的一种改进芬顿药剂，由如下原材料制备，纳米黄铁矿和双氧水。本专利技术的有益效果是通过采用纳米黄铁矿能够直接调节废水的pH值至所适宜的pH值，从而节省调节步骤和材料的使用，对废水的初始pH值无特别要求，对典型难降解工业废水具有良好的处理效果，适用范围广泛；并能够提高双氧水的利用效率，大幅削减药剂用量；由于能够实现三价铁/亚铁的循环使用，从而显著降低了铁泥产量及其分离的难度；且使用的原材料来源广泛、价格低廉，技术方法简单、实用性强，反应条件温和，施工操作对设备没有过高的要求，从而有利于规模化推广，具有显著的经济、环境与社会效益。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步的，所述的改进芬顿药剂，所述双氧水中含有10％-70％的过氧化氢。进一步的，所述的改进芬顿药剂，所述纳米黄铁矿通过黄铁矿与作为助磨剂的极性有机溶剂混合研磨制得。进一步的，所述的改进芬顿药剂，所述极性有机溶剂为极性醇类溶剂。进一步的，所述的改进芬顿药剂，所述纳米黄铁矿的比表面积大于10m2/g。进一步的，所述的改进芬顿药剂，所述改进芬顿药剂应用于pH值为2-11的废水。进一步的，所述的改进芬顿药剂，所述废水中所述黄铁矿的浓度为0.1-5g/L，所述过氧化氢的浓度为0.1-1000mmol/L。本专利技术第二方面的目的在于提供一种应用改进芬顿药剂的废水处理方法，以解决现有技术中存在的双氧水利用率低的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的一种应用改进芬顿药剂的废水处理方法，所述改进芬顿药剂为如本专利技术第一方面所述的改进芬顿药剂，包括如下步骤：S1，注入所需量的待处理废水；S2，向所述废水中加入纳米黄铁矿至所述废水中所述纳米黄铁矿浓度为0.1-5g/L；S3，向步骤S2的废水加入双氧水至所述双氧水浓度为0.1-1000mmol/L；S4，对步骤S3的废水静置沉淀后排出上清液，并可重新加入待处理废水。进一步的，所述的废水处理方法，所述废水为印染、造纸、焦化或制药行业任一行业中排出的含难降解有机污染物的废水。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术纳米黄铁矿的扫描电子显微镜照片；图2是本专利技术改进芬顿药剂与废水的反应机理。图中1-污染去除，2-芬顿反应，3-亚铁再生，4-纳米黄铁矿。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。本专利技术第一方面提供了一种改进芬顿药剂，包括纳米黄铁矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进芬顿药剂，其特征在于，由如下原材料制备，纳米黄铁矿和双氧水。

【技术特征摘要】
1.一种改进芬顿药剂，其特征在于，由如下原材料制备，纳米黄铁矿和双氧水。2.根据权利要求1所述的改进芬顿药剂，其特征在于，所述双氧水中含有10％-70％的过氧化氢。3.根据权利要求1所述的改进芬顿药剂，其特征在于，所述纳米黄铁矿通过黄铁矿与作为助磨剂的极性有机溶剂混合研磨制得。4.根据权利要求3所述的改进芬顿药剂，其特征在于，所述极性有机溶剂为极性醇类溶剂。5.根据权利要求1所述的改进芬顿药剂，其特征在于，所述纳米黄铁矿的比表面积大于10m2/g。6.根据权利要求1至5任一项所述的改进芬顿药剂，其特征在于，所述改进芬顿药剂应用于pH值为2-11的废水。7.根据权利要求6所述的改进芬顿药剂，其特征在于，所述废...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯传平，刘通，陈男，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11