一种有机废水的芬顿氧化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种有机废水的芬顿氧化处理方法。该处理方法包括：在有机废水中加入改性催化剂和双氧水，通过监测催化剂活性组分的溶出量，引入草酸并反应。本发明专利技术方法具有COD去除率高、活性组分溶出低的优点。活性组分溶出低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种有机废水的芬顿氧化处理方法


[0001]本专利技术涉及一种有机废水的芬顿氧化处理方法。

技术介绍

[0002]芬顿(Fenton)氧化技术通过Fe
2+
与H2O2发生链反应产生氧化性较强的羟基自由基降解水中污染物，处理效果好，工艺简单，但由于其pH响应范围窄、产生大量铁泥，应用受到限制，多相芬顿技术将活性组分固定于固体催化剂上，克服了传统芬顿氧化技术缺陷，被广泛应用于各种有机废水处理。
[0003]CN111732181A公开了一种多相芬顿试剂，引入过渡金属硫化物作为助催化剂，减少三价铁溶出，提高了系统的持续稳定性，但硫化物本身作为一种难处理污染物，还需要解决后续污染问题。
[0004]CN105776494A公开了一种苯酚废水的处理方法，通过CuO/ZSM
‑
5催化剂催化过硫酸盐产生硫酸根自由基，将苯酚转化率提高，但其所处理废水苯酚含量低，并且只针对苯酚有较好的转化率，在处理COD含量稍高的其他废水时，COD去除率不够理想。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的多相芬顿处理有机废水时COD去除率低、活性组分溶出的问题，本专利技术提供一种新的有机废水的多项芬顿氧化处理方法，该方法具有COD去除率高、活性组分溶出低的优点。
[0006]为解决上述技术问题之一，本专利技术提供一种有机废水的多项芬顿氧化处理方法，包括：在有机废水中加入改性催化剂和双氧水，通过监测催化剂活性组分的溶出量，引入草酸并反应。
[0007]上述技术方案中，优选地，所述溶出量为1～10ppm。在本专利技术中，溶出量的测定方法可以为原子发射光谱(ICP)法检测。例如但不限于：通过ICP监测催化剂活性组分的溶出量。
[0008]上述技术方案中，优选地，所述溶出量对应的时间为10～60min，优选为15
‑
30min。在本专利技术中，改性催化剂加入量具有较宽的选择范围，优选地，改性催化剂的加入量满足化剂活性组分的溶出量为1～10ppm时的时间为10～60min，优选为15
‑
30min。
[0009]上述技术方案中，优选地，以COD计的有机废水与双氧水的摩尔比为0.1～10:1，更优选为0.2～2:1。
[0010]上述技术方案中，优选地，所述改性催化剂中活性组分与草酸的重量比为10～200:1。
[0011]上述技术方案中，优选地，引入草酸并反应，所述反应的条件具有较宽的选择范围，例如但不限于：温度为20～40℃，时间为1～6h。
[0012]上述技术方案中，优选地，所述改性催化剂包括载体、活性组分和改性金属，所述改性催化剂的孔径为0.2～0.3nm。
[0013]上述技术方案中，优选地，所述载体为ZSM
‑
5。
[0014]上述技术方案中，优选地，所述活性组分选自Cu、Fe、Co、Mn和Zn中的至少一种。
[0015]上述技术方案中，优选地，相对于每kg改性催化剂，所述活性组分重量含量为0.1～30g，优选为0.5～10g，更优选为1～3g。
[0016]上述技术方案中，优选地，所述改性金属选自Ce和/或La。
[0017]上述技术方案中，优选地，相对于每kg改性催化剂，所述改性金属重量含量为0.1～50g。
[0018]上述技术方案中，优选地，所述活性组分和所述改性金属的重量比为1～10:1。
[0019]上述技术方案中，优选地，所述改性催化剂的制备方法包括依次与碱性水溶液、磷酸铵水溶液、无水乙醇和正己烷混合；
[0020]上述技术方案中，优选地，所述改性催化剂的制备方法包括以下步骤：
[0021]1)将载体在碱性水溶液中进行第一浸泡、第一干燥，然后在磷酸铵水溶液中进行第二浸泡并焙烧，得到改性载体；
[0022]2)将所述改性载体浸泡在无水乙醇中，进行第一加热，并与改性金属盐溶液混合，得到体系1；
[0023]3)将所述体系1与活性金属盐溶液混合，进行第二加热，并与正己烷混合，离心、水洗和第二干燥。
[0024]上述技术方案中，优选地，所述碱性水溶液的溶质为氢氧化钠和/或氢氧化钾。溶剂为水。
[0025]上述技术方案中，优选地，碱性水溶液中溶质的含量为1重量％～5重量％。
[0026]上述技术方案中，优选地，所述磷酸铵水溶液中磷酸铵含量为1重量％～5重量％。
[0027]上述技术方案中，优选地，所述第一浸泡的条件包括：温度为20～100℃，时间为2～4h。
[0028]上述技术方案中，优选地，所述第一干燥的条件包括：温度为80～200℃，时间为2～4h。
[0029]上述技术方案中，优选地，所述第二浸泡的条件包括：温度为20～40℃，时间为2～4h。
[0030]上述技术方案中，优选地，所述焙烧的条件包括：温度为600～800℃，时间为2～4.5h。
[0031]上述技术方案中，优选地，所述第一加热的条件包括：温度为30～60℃，时间为0.5～2h。
[0032]上述技术方案中，优选地，所述第二加热的条件包括：温度为30～60℃，时间为0.5～2h。
[0033]上述技术方案中，优选地，所述与正己烷混合的条件包括：温度为0～4℃，时间为6～12h。
[0034]上述技术方案中，优选地，所述第二干燥的条件包括：温度为200～400℃，时间为4～8h。
[0035]上述技术方案中，优选地，所述正己烷的温度为0～4℃。
[0036]本专利技术的有益效果：
[0037](1)本申请专利技术人发现经本专利技术制备方法制备的改性催化剂(优选为改性ZSM
‑
5催化剂)，将活性组分引入到孔道及孔壁，将孔径降低至0.2～0.3nm，有效降低了活性组分流失。在此孔径范围内，芬顿反应时间T活性组分溶出量可以满足与草酸的络合分解，释放C2O4‑
促进H2O2重新生成，提高反应活性。
[0038](2)采用本专利技术的技术方案，在反应温度25℃，H2O2投加量为10g/L，时间T为30min时草酸投加量为4.2mg/L条件下，可有效降解有机废水的COD，以乙酸模拟废水为例，以Fe/Ce
‑
ZSM
‑
5为多相芬顿催化剂，乙酸模拟废水的COD值从9000mg/L降到781mg/L，去除率达到91.3％，活性组分溶出量小于10mg/L，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
[0039]为使本专利技术更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本专利技术，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本专利技术的应用范围。
[0040]本专利技术的测试方法以及测试中所用设备如下：
[0041]本专利技术中，孔径由美国micromeritics公司的TRISTARⅡ302型比表面积和空隙分析仪检测。
[0042]ICP由美国Thermo公司的Icap7600 Duo型电感耦合等离子体分析仪检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机废水的芬顿氧化处理方法，包括：在有机废水中加入改性催化剂和双氧水，通过监测催化剂活性组分的溶出量，引入草酸并反应。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述溶出量为1～10ppm；优选地，所述溶出量对应的时间为10～60min，优选为15
‑
30min。3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，以COD计的有机废水与双氧水的摩尔比为0.1～10:1，优选为0.2～2:1。4.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述改性催化剂中活性组分与草酸的重量比为10～200:1。5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述改性催化剂包括载体、活性组分和改性金属，所述改性催化剂的孔径为0.2～0.3nm；优选地，所述载体为ZSM
‑
5；优选地，所述活性组分选自Cu、Fe、Co、Mn和Zn中的至少一种；优选地，相对于每kg改性催化剂，所述活性组分重量含量为0.1～30g，优选为0.5～10g，更优选为1～3g；优选地，所述改性金属选自Ce和/或La；优选地，相对于每kg改性催化剂，所述改性金属重量含量为0.1～50g。6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述活性组分和所述改性金属的重量比为1～10:1。7.根据权利要求1、2、5和6中任意一项所述的处理方法，其特征在于，所述改性催化剂的制备方法包括依次与碱性水溶液、磷酸铵水溶液、无水乙醇和...

【专利技术属性】
技术研发人员：许丹丹，陈航宁，郑育元，杜辰昊，郭宗英，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：