[發明專利]一種空化效應協同硫酸自由基處理有機污水的方法

無效

• 申請號: 201010281950.8
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN102010052A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 馬振民;國偉林;劉本華;吳恩江;李慶國;張慧申;開永梅
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/32;C02F101/30
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

本發明涉及一種污水處理方法，特別涉及一種空化效應協同硫酸自由基處理有機污水的方法。

背景技術

隨著我國經濟的迅猛發展，隨之而引起的環境問題日漸顯著，尤其是工業廢水日益增多，帶來了嚴重的水污染問題。由于我國本來人均水資源短缺，再加上水污染的日趨嚴重，供水便成為制約經濟和社會發展的關鍵因素。雖然我國在發展經濟的同時，環境保護事業也取得了一定程度的發展，但不可否認我國的環境形勢依然相當嚴峻。因此，進一步加強環境保護，改善水質情況，已成為一個迫在眉睫的問題。

工業廢水中往往含有大量難以生物降解的有毒有機污染物，如多環芳烴、多氯聯苯、除草劑、殺蟲劑和染料等物質。由于這些物質具有較強的生物毒性，生物法很難將其降解。

高級氧化技術是一種很有發展前途的污水處理技術，該技術主要是利用反應體系中產生的強氧化性自由基，使水體中有機污染物分解成小分子物質，甚至礦化成CO₂、H₂O等物質，從而使有機污染物得到去除。傳統的高級氧化技術是以產生羥基自由基(·OH)為主要活性物種來降解污染物的。Fenton試劑法就是一種常見的以產生羥基自由基處理污水的技術，具有反應速率快、反應條件溫和、操作方便等優點，但具有pH適用范圍窄(需在酸性條件下)、鐵離子易于沉淀且用量大、出水色度高等缺點。

近年來，采用硫酸自由基(·SO₄^-)氧化降解有機污染物是新發展起來的一種污水處理技術。研究表明，在中性條件下，·SO₄^-的氧化還原電位比·OH還要高，具有較高的氧化能力，理論上可以快速氧化降解大多數有機污染物，并具有更強的選擇性，對一些·OH不能降解的有機污染物可以達到很好的處理效果。

目前，產生·SO₄^-的方式主要有以下幾種方法：過硫酸鹽(S₂O₈^2-)的γ射線輻射分解、紫外光解和高溫熱解(70～100℃)，過渡金屬離子催化分解過硫酸鹽(S₂O₈^2-)和單過氧硫酸氫鹽(HSO₅^-)。利用過硫酸鹽或單過氧硫酸氫鹽本身及其活化產生的·SO₄^-活性自由基進行有機污染物的降解，是一種很有應用前景的污水處理技術，特別是在生物難降解有機污染物廢水處理方面。

文獻“在加熱、紫外光照射和陰離子存在的條件下，普通氧化劑(過硫酸鹽、單過硫酸鹽和過氧化氫)氧化降解偶氮染料酸性橙7的效率研究”(Yang?S.，Wang?P.，Yang?X.，Journal?of?Hazardous?Materials，2010，179(1-3)：552-558.)，“通過光解、熱解和電子轉移產生硫酸自由基降解微囊藻毒素的研究”(Antoniou?M.G.，de?la?Cruz?A.A.，Dionysiou?D.D.，Applied?Catalysis?B：Environmental，2010，96(3-4)：290-298.)，過硫酸氫鉀/Co²⁺與傳統Fenton試劑氧化處理垃圾填埋場滲濾液的比較研究(Sun?J.，Li?X.，Feng，J.，Water?Research，2009，43(17)：4363-4369.)；專利公開號為CN?101172691A的“硫酸自由基氧化水處理方法”采用硫酸自由基處理污水，降解水中有機污染物，并殺死水中有害生物；專利公開號為CN?101045573B的“基于硫酸自由基高級氧化技術處理船舶壓艙水的方法”采用硫酸自由基殺死壓艙水中的生物，以防止外來生物入侵。這些都是運用硫酸自由基來進行污水處理的典型代表。

由于γ射線、紫外光和高溫本身需要很高的設備投資和運行成本，所以，采用這些方法獲得·SO₄^-的應用受到了很大限制；通過過渡金屬離子催化分解產生·SO₄^-較為簡單，但金屬離子催化效果并不理想，致使自由基產生效率不高；同時，在污水的處理中氧化劑的用量也較大。

基于硫酸自由基產生方式較單一，并且較穩定(沒有羥基自由基活潑)，使單純采用硫酸自由基處理污水受到一定的限制。所以，應該與其它污水處理技術聯合使用，以充分發揮其優點，提高污水處理效率。