[發明專利]一種鐵銅雙金屬粒子處理難降解廢水的方法

有效

• 申請號: 201210303734.8
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN102774935A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 賴波;陳釗宇;李慧強;楊平;張云紅
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C02F1/463
• 分類號: C02F1/463
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵;馬新民

技術領域

本發明屬于難降解廢水處理方法領域，特別涉及一種金屬粒子處理難降解廢水的方法。

背景技術

零價鐵顆粒內部存在大量微小的滲炭體，當其浸泡在傳導性的電解質溶液中時，零價鐵顆粒中的滲炭體和鐵之間即發生原電池效應而形成大量微觀腐蝕原電池，在原電池反應中，Fe⁰和滲炭體(C)分別作為陽極和陰極，陽極（Fe⁰）的腐蝕反應提供大量的電子，被腐蝕消耗，該電化學腐蝕同時引發了絮凝、吸附、架橋、卷掃、共沉、電沉積、電化學還原等一系列連帶協同作用。零價鐵技術即基于鐵的腐蝕電化學原理，對石油化工、印染、制藥及電鍍等有毒有害工業廢水具有高效的預處理作用，能夠分解轉化廢水中的有毒難降解污染物，提高廢水的可生化性，同時具有運行費用低、易操作管理等優勢。

但零價鐵技術在實際應用中存在容易發生填料板結的問題，且其pH適用范圍窄，僅適用于酸性廢水（pH≤4.0）。在酸性條件下，零價鐵能夠取得較高的廢水處理效率，但是高的氫離子濃度會導致零價鐵的腐蝕速度加快，從而縮短零價鐵的使用壽命，增加廢水處理費用。為了克服零價鐵技術pH適用范圍窄，鐵消耗速率過快的缺點，中國專利ZL02111901.5公開了一種催化鐵內電解處理難降解廢水的方法，該方法利用鐵銅之間的電勢差遠大于鐵炭之間電勢差的原理，能夠在中性條件下發生電偶腐蝕降解污染物，將銅、鐵及沸石混合后以固定床的形式填充到濾池中，并通過回流廢水的方式處理廢水。該方法對難降解污染物有較好的分解效果，但仍存在以下缺點：（1）沸石的阻隔及鐵銅之間的間隙會極大地限制鐵和銅的接觸，即限制了鐵銅之間電偶腐蝕的形成數量，降低了廢水的處理效率；（2）固定床的形式限制了污染物及其降解產物在填料顆粒表面和溶液之間的質傳遞過程，從而影響廢水處理效率；（3）固定床的形式還會導致污染物及鐵的腐蝕產物在填料顆粒表面發生共沉淀作用，長期運行會導致填料顆粒表面形成鈍化膜，從而嚴重影響廢水處理效率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種鐵銅雙金屬粒子處理難降解廢水的方法，該方法不僅提高了廢水的處理效率，而且可避免填料鈍化板結，并拓寬了所處理廢水的pH范圍。

本發明所述鐵銅雙金屬粒子處理難降解廢水的方法，工藝步驟如下：

將鐵銅雙金屬粒子加入微電解反應器中，然后向微電解反應器中連續輸入待處理廢水并進行機械攪拌，在機械攪拌下鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態并對廢水進行處理，經鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水連續排出；所述廢水在微電解反應器中的水力停留時間為0.5～5.0?h。

本發明所述方法中，所述鐵銅雙金屬粒子的制備方法如下：

在攪拌下于室溫、常壓將鐵粉加入銅鹽水溶液或主要污染物為銅離子的工業廢水中，鐵粉加入完畢后繼續攪拌至少15?min，然后靜置沉淀，當懸浮在水中的粒子完全沉淀后排出上清液，對所得固體粒子用去離子水或自來水洗滌去除其表面的鹽類雜質，即獲鐵銅雙金屬粒子，將所得鐵銅雙金屬粒子干燥或將所得鐵銅雙金屬粒子保存在水中備用；所述鐵粉的加入量以鐵粉與銅鹽水溶液或主要污染物為銅離子的工業廢水中銅離子的質量比達到10:1～10:5為限。

鐵銅雙金屬粒子的制備方法中，鐵粉的平均粒徑為0.1～2.0?mm。

鐵銅雙金屬粒子的制備方法中，銅鹽水溶液或主要污染物為銅離子的工業廢水中銅離子的濃度至少為10?mg/L。

鐵銅雙金屬粒子的制備方法中，銅鹽水溶液以硫酸銅、亞硫酸銅或氯化銅為溶質，以自來水或去離子水為溶劑配制而成。

所制備的鐵銅雙金屬粒子可保存在自來水或去離子水中備用，或干燥后備用；所述鐵銅雙金屬粒子的干燥在氮氣保護下進行，干燥溫度40～100?℃，干燥時間以去除鐵銅雙金屬粒子表面的水分為限，或所述鐵銅雙金屬粒子的干燥在室溫下真空干燥，干燥時間以去除鐵銅雙金屬粒子表面的水分為限。

本發明所述方法中，所述鐵銅雙金屬粒子的平均粒徑為0.12～2.2?mm。

本發明所述方法中，所述鐵銅雙金屬粒子的添加量為每升微電解反應器有效容積添加20～50?g。

本發明所述方法中，所述機械攪拌的速度以能使反應器內的鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態為限。

本發明所述方法中，所述待處理廢水的pH值控制在5.0~10.0、溫度為自然溫度。

本發明具有以下有益效果：

1、本發明所述方法使用鐵銅雙金屬粒子處理廢水，鐵和銅接觸緊密、接觸面積大，極大地增加了鐵銅之間電偶腐蝕的形成數量，提高了廢水的處理效率。