[發明專利]一種用雙金屬粉末還原降解氯代有機廢水的方法

無效

• 申請號: 201110417669.7
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102491483A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 劉仁龍;劉洋;陶長元;杜軍;劉作華;范興;孫大貴;朱俊;左趙宏
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F101/36
• 代理公司: 重慶中之信知識產權代理事務所 50213
• 代理人: 袁慶民

技術領域

本發明涉及用雙金屬粉末來對氯代有機廢水進行無害化處理的方法。

背景技術

氯代有機物包括氯代脂肪烴、氯代芳香烴以及有機氯農藥等。隨著這些氯代有機物在各個領域內的廣泛應用，必然就有大量的含氯代有機物的氯代有機廢水被排放到環境中。由于氯代有機物是一類難降解、危害性極大的有機化合物，所以，必須對氯代有機廢水進行無害化處理，為此，人們已經作了大量的研究、并有了許多有效的方法，化學還原法是其中之一?；瘜W還原法包括零價鐵還原法和雙金屬粉末還原法等。只是，零價鐵還原法還原降解效率太低，而雙金屬粉末還原法雖能彌補零價鐵還原法的缺點，但一般雙金屬粉末催化劑制備過程較復雜，在載體上形成雙金屬粉末催化劑鍍層需要特殊工藝，且催化活性高的還原金屬（如鈀等）價格昂貴，降解氯代有機廢水時還需在較高溫度和壓力下進行，使得氯代有機廢水處理的總費用較高。為克服上述雙金屬粉末還原法的不足，公開號為CN101575150A、名稱為《用微波強化的雙金屬粉末降解氯代有機廢水的方法》的專利申請，提出了直接使用雙金屬（Fe-Zn、Fe-Al、Fe-Mn）的粉末來降解氯代有機廢水的方法。該現有技術在待降解的氯代有機廢水中同時加入了表面活性劑（聚醚2020和正丁醇的混合物），并加上微波強化的輔助條件。該方法省去了復雜的雙金屬粉末催化劑制備過程；在降解氯代有機廢水時，能夠在常壓和溫度相對較低（25～40℃）的狀態下進行。也的確取得了廢水治理成本低、效率高、還原效果好、操作簡單的效果。然而，由于該現有技術的雙金屬粉末用量太多，處理一升氯代有機廢水就需雙金屬粉末50g，而使得其廢水治理成本的降低仍然比較有限。

發明內容

本發明的目的是，提供一種降解效果不比現有技術差，但能將氯代有機廢水治理的成本降低得更多的用雙金屬粉末還原降解氯代有機廢水的方法。

為了實現所述目的之技術方案是這樣一種用雙金屬粉末還原降解氯代有機廢水的方法，與現有技術相同的方面是，該方法的步驟如下：

（1）把收集來的氯代有機廢水進行過濾，以除去固體雜質；

（2）調節去除了固體雜質的氯代有機廢水的pH值，至pH＝6～9；

（3）在常壓狀態下，將雙金屬粉末加入調節了pH值后的氯代有機廢水內充分攪拌，以成混合液，然后在輔助條件下進行還原降解；

（4）在步驟（3）之后，過濾出混合液中的雙金屬粉末，得到已經還原降解的水溶液；

其改進之處是：步驟（3）所述雙金屬粉末為Fe-Al雙金屬粉末，其粒度均不大于0.5mm，兩者的摩爾量之比為Fe∶Al＝1∶1～2∶1；Fe-Al雙金屬粉末∶氯代有機廢水＝3g/L～6g/L；

所述輔助條件是在混合液中插入電極并接入雙向脈沖電流；其中，正向脈沖電流密度為0.75A/cm²～1.25A/cm²，正向導通時間為5ms，關斷時間為1ms，工作時間為60ms；反相脈沖電流密度為0.125A/cm²～0.25?A/cm²，反向導通時間為5ms，關斷時間為1ms，工作時間為12ms；

步驟（3）所述還原降解的溫度為常溫，時間在還原降解不會繼續進行下去之時結束。

從方案中可以看出，本發明處理一升氯代有機廢水的Fe-Al雙金屬粉末用量，僅有3g～6g，與現有技術用量50g相比較，顯然節省了成本。另外，由于本發明還省掉了現有技術需同時加入氯代有機廢水中的表面活性劑，且僅僅只在常溫狀態下進行降解，因此，又更進一步地節省了成本。在極大地節省成本情況下，但其降解效果卻不比現有技術差的原因是，脈沖電場是電流方向和通斷作間隙變化的直流電，這種變化的直流電在導通時的峰值電流相當于普通直流電的幾倍甚至十幾倍，正是這個瞬時高電流密度能使氯代有機廢水中的各種離子在極高的過電位下發生電子轉移，而且由于正反向工作時間不同而形成的不對稱脈沖電場，能夠產生不連續電流，當電流導通時，電化學極化增大，陰極區附近金屬離子充分被沉積；當電流關斷時，陰極區附近放電離子又恢復到初始濃度，消除了濃差極化。不對稱脈沖電場伴隨著周期換向能夠在陰極與氯代有機廢水形成的固-液界面處產生反擴散層。這樣，一方面能夠加快了Fe-Al雙金屬粉末作為催化劑的催化反應速率，另外Fe-Al雙金屬粉末還能在反擴散層處對氯代有機物進行充分的還原降解，從而使得僅用少量的Fe-Al雙金屬粉末來處理氯代有機廢水成為可能，并取得并不比現有技術差的良好效果（詳見驗證例）。簡言之，與現有技術相比較，本發明更適合于工業化應用。