[發明專利]一種光電催化氧化處理有機廢水的方法

無效

• 申請號: 201210201785.X
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102690005A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 劉濤;甘永剛;張毓芳;林斌;范樂宇;謝曉萍;陳慶紅
• 申請（專利權）人: 紫金礦業集團股份有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F1/461;C02F1/74
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 周暉

一.技術領域

本發明涉及有機廢水處理技術領域，具體是指一種鐵碳微電解與光催化氧化一體化處理有機廢水的新方法，處理后的廢水能夠達標排放或循環使用。

二.背景技術

隨著工業的發展，越來越多的精細化工產品不斷問世，在這些產品中，許多物質不但會嚴重污染環境，而且很能被生物降解，如對甲苯氨、氯酚、多氯聯苯、硝基苯等有機物。目前國內這類有機廢水的處理技術主要有吸附法、膜分離法、萃取法、光化學法、臭氧氧化法、菲啉（Fenton）試劑法、生物炭法、混凝法等。吸附法、膜分離法、萃取法等的目的在于分離出難降解的有機物質，這會帶來二次污染。光化學法、臭氧氧化法、菲啉（Fenton）試劑法等對多氯聯苯等結構十分穩定的物質難以有效破壞其結構，且消耗大理的化學試劑，處理效率低，運行成本高。生物炭法只適用于微污染廢水的處理，且活性炭再生困難。混凝法的最大缺點是產生混凝劑與污染物的二次污染沉淀。

三.發明內容

針對上述問題，本發明提供一種光電催化氧化處理有機廢水的方法，使得處理后的廢水能夠達標排放或循環使用。

本發明原理及工藝具體包括：

（1）鐵碳微電解與光催化氧化基本原理如下：

①鐵碳微電解在酸性充氧條件下發生電化學反應，其反應過程如下：

陽極(Fe)：Fe-2e→Fe2+

陰極(C)：2H++2e→2[H]→H2

②光催化反應時，半導體的價帶電子發生帶間躍遷，即從價帶躍遷到導帶，從而產生光生電子(e-)和空穴(h+)。此時吸附在納米顆粒表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負離子，而空穴將吸附在催化劑表面的氫氧根離子和水氧化成氫氧自由基。

③在同一體系中，反應產生的Fe2+、原子H、超氧負離子和氫氧自由基，它們具有高化學活性，能改變廢水中許多有機物的結構和特性，使有機物發生斷鏈、開環，且能將有機物氧化至最終產物CO2和H2O，甚至對一些無機物也能徹底分解。

（2）為實現上述目的，本發明的方法具體如下：

本發明對有機廢水光電催化氧化處理方法的技術方案包括廢水的預處理、光電催化氧化處理和后處理，其特征在于所述的光電催化氧化處理是以廢舊鐵炭為原料或其它物質組成鐵炭微電解體系，由紫外光或其它特殊光源照射，以改性TiO2或其它氧化物硫化物半導體作光催化劑，同時底部通入空氣或其它氧化性氣體進行曝氣，使廢水發生光電催化氧化反應，將有機物氧化成CO2和H2O，實現廢水的達標排放或循環使用。

本發明所指的光電催化氧化處理方法中的預處理指將隔油后的廢水匯集到pH調節池，向該池中加石灰調節pH到3~6，自然沉降后將上清液由泵輸送到光電催化氧化處理系統中。后處理是指對光電催化氧化處理后出水的處理，在出水池中加漂白粉脫色后達標排放或循環使用，部分不達標出水回流光電催化氧化處理系統繼續反應。

本發明效果如下：

①本發明中的鐵炭微電解原料均為廢舊鐵炭，實現了廢舊資料的二次利用。

②本發明在鐵炭微電解體系成功應用光催化技術，不僅改變了廢水中許多有機物的結構和特性，使有機物發生斷鏈、開環，而且能將有機物氧化至最終產物CO2和H2O，甚至對一些無機物也能徹底分解。

③本發明能治理多種有機廢水，特別適用于難降解有機廢水的無害化處理，且無二次污染。

四.附圖說明

圖1是本發明一種光電催化氧化處理有機廢水的方法的流程示意圖。

五.具體實施方式

下面結合附圖1和具體實施方式對本發明做進一步的詳細說明。

本發明的實施步驟如下：

1、預處理，將隔油后的有機廢水匯集到pH調節池，向該池中加石灰調節pH到3~6，自然沉降后將上清液由泵輸送到光電催化氧化處理系統中。

2、光電催化氧化處理，微電解體系由廢舊鐵炭為原料，其中鐵與炭重量比為1～5：1，有機廢水與鐵炭的比例為10～50：1，同時根據損耗量投加鐵屑以保證其正常運行；光催化劑采用納米TiO2光觸媒濾網，光源采用365nm波長的紫外燈，曝氣流量按處理廢水量調節，反應時間2～10小時。

3、后處理，在出水池中加漂白粉脫色后達標排放或循環使用，部分不達標出水回流光電催化氧化處理系統繼續反應。

其中實施例處理效果如表1：

表1