[發明專利]Fenton氧化和微波催化相結合的廢水處理方法

無效

• 申請號: 201010000856.0
• 申請日: 2010-01-19
• 公開（公告）號: CN101767859A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 卻力揮
• 申請（專利權）人: 卻力揮
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/30
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 馮鐵惠

技術領域

本發明涉及一種處理工業廢水和城市污水的方法，更具體地，是一種采用Fenton氧化和微波催化相結合的廢水處理方法，屬于水處理領域。

背景技術

廢水是指工業生產和人民生活過程中產生的廢水、污水和廢液。隨著工業的迅速發展，廢水的種類和數量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重，威脅人類的健康和安全。工業廢水的處理雖然早在19世紀末已經開始，并且在隨后的半個世紀進行了大量的實驗研究和生產實踐，但是由于許多工業廢水成分復雜，性質多變，至今仍有一些技術問題沒有完全解決。

20世紀特別是20世紀50年代以來，化學工業等新型工業的發展，使人工合成有機物種類和數量與日俱增。目前，已知的有機物種類約700多萬種，并仍以每年數以千計的速度在增加。全球合成有機物總量已達2.5億噸，這些有機物已經并正在通過各種途徑進入環境，引發一系列水體污染、生態環境惡化，威脅人類生存和阻礙相關工業的發展與社會進步，特別是發展中國家尤為嚴重。人類癌癥的發生80％-90％與環境因素有關，而在已發現致癌化學物質中，80％以上為有機污染物。因此，高濃度有機廢水特別是有害有毒有機廢水的治理，已成為現階段國內外環境保護領域亟待解決的一個難題。

廢水中的高濃度有機廢水主要產于化工、化學制藥、農藥、醫藥中間體以及燃料化工等行業，該類廢水具有“四高兩低”即：污染物濃度高、含鹽量高、色度高和毒性高，PH值低、B/C值低、可生化性差的特點，而且廢水中往往含有特種難處理的污染因子，廢水COD值一般在幾千到幾萬mg/L以上，處理難度非常大。

目前常用的高濃度有機廢水處理的方法有氧化-吸附法、焚燒法、吸附法以及其他生物、化學、物理方法等等，已有的微波處理技術是以微波作為處理工業廢水的主體存在，加入試劑調整廢水的PH＝7，為微波處理做準備，存在著作用機理不明確，處理結果不可預料等缺點。

廢水中所包含的主要污染物是高濃度有機物，表述污染濃度的指標是化學耗氧量COD和生物耗氧量BOD，處理他們的有效方法其實就是氧化，但是普通氧化法處理時間長，效果不明顯，如果能夠找到一種強氧化劑氧化處理廢水、而以微波能催化氧化過程，則必然會產生十分明顯的效果。本專利是采用一種使用Fenton試劑作為強氧化劑氧化廢水，利用微波能的特性催化氧化過程，使反應迅速徹底，COD去除率達到90％以上，脫色效果十分明顯。為廢水處理找到了一個十分有效的方法。

發明內容

本發明的目的在于使用Fenton試劑氧化處理工業廢水和城市污水中的有機物，利用微波能催化氧化過程，以解決工業廢水和城市污水處理時間長，處理不徹底，所需空間大等一系列問題。氧化反應作為處理廢水的主體存在，微波的作用是催化氧化反應過程。

上述目的是通過如下技術手段實現的：

采用Fenton試劑氧化和微波催化相結合的方法，以Fenton氧化作為處理工業廢水和城市污水的主體存在，微波催化氧化反應過程，在動態連續狀態下完成對于工業廢水和城市污水的處理。

具體方法如下：

1)調整廢水的PH值，使其PH＜6；

2)在廢水中連續加入Fenton試劑并攪拌均勻，其中，所述Fenton試劑的用量根據廢水的COD值來確定，所述Fenton試劑的干量加入量為2-8mg/COD；

3)使上述廢水流過微波場，其中，所述微波場的微波頻率為915MHz，微波功率為5kw-140kw；

4)使上述流過微波場的廢水先通過氣水分離器使氣液分離，再通過沉淀池或氣浮裝置使固液分離，從而實現固、液、氣三相分離，得到凈化的液體。

進一步地，步驟1)中所述廢水的PH值優選為3.5。

更進一步地，該方法還包括中和上述步驟4)中分離所得液體中的酸。

所述Fenton試劑是由H₂O₂和Fe²⁺混合得到的一種強氧化劑，在工業廢水和城市污水的處理中應用廣泛，特別適用于某些難治理的或對生物有毒性的工業廢水和城市污水的處理，但單用此試劑處理工業廢水和城市污水時，其反應時間長，在大量工業廢水和城市污水處理中，需要有很大的空間存放廢水，一般難以滿足，若利用微波能量催化反應過程，可以達到時間短、反應徹底的效果，能夠滿足企業及社會處理工業廢水和城市污水的需要。

過氧化氫在催化劑鐵等存在時，能生成氫氧自由基(·OH)，氫氧自由基比其他一些常用的氧化劑具有更高的氧化電極電位，因此氫氧自由基是一種很強的氧化劑。Fenton試劑特別適用于生物難降解或一般化學氧化難以奏效的有機廢水的氧化處理，得以廣泛研究應用。