[發明專利]改進的芬頓、類芬頓體系去除水中有機污染物的方法

無效

• 申請號: 201210472514.8
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN102910725A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 馬軍;趙吉;楊晶晶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及水處理領域，具體涉及芬頓、類芬頓體系去除水中有機污染物的方法。

背景技術

高級氧化技術利用羥基自由基氧化去除水中有機物，能夠降解水中難生物降解或對生物有毒害作用的有機污染物，提高其可生物降解性，甚至達到對有機物的徹底礦化去除。高級氧化技術種類繁多，包括催化臭氧化、臭氧紫外聯用、光催化氧化、芬頓及類芬頓體系等。其中，芬頓體系是指利用亞鐵鹽催化過氧化氫分解產生羥基自由基的反應，類芬頓體系是指利用三價鐵鹽催化分解過氧化氫產生羥基自由基的反應。芬頓及類芬頓產生羥基自由基的方式相對簡單，易于操作管理，所使用的藥劑鐵鹽及過氧化氫均為環境友好型藥劑，同時產生自由基的效率相對較高，因此采用芬頓及類芬頓體系去除水中有機物具有明顯優勢。

由于芬頓及類芬頓體系最佳使用pH值在2.0~4.0之間，隨著pH的升高，三價鐵鹽逐漸水解沉淀，體系中催化活性組分減少，催化氧化效率下降，同時產生大量鐵泥，且實際使用中芬頓及類芬頓體系一般需要投加過量過氧化氫以達到良好的處理效果，導致過氧化氫大量剩余，不僅提高了處理處理成本，剩余的過氧化氫還對后續水處理工藝構成影響。由于三價鐵鹽和過氧化氫反應速度較慢，因此類芬頓體系效率相對較低；芬頓體系中二價鐵鹽在轉化為三價鐵鹽后，再次向二價鐵鹽的轉變困難，催化效率逐步下降。專利《一種類Fenton氧化-混凝處理有機胺類工業廢水的方法》（專利申請號：201010275569.0，發明人：王哲明等）中公布了一種催化劑，催化劑的有效成分為：七水合硫酸亞鐵、無水硫酸銅和一水合硫酸錳，各組分的質量比為(5~10):1:(0~5)；它主要是針對目前有機胺工業廢水處理成本高、效率低的問題而公布的一種采用類Fenton氧化-混凝作為有機胺工業廢水的預處理方式，而現有的芬頓、類芬頓體系存在pH適用范圍窄、過氧化氫利用率低、藥劑用量多、產生鐵泥量大和類芬頓體系效率低的問題仍沒有解決。

發明內容

本發明是要解決現有的芬頓、類芬頓體系存在pH適用范圍窄、過氧化氫利用率低、藥劑用量多、產生鐵泥量大和類芬頓體系效率低的問題，而提供改進的芬頓、類芬頓體系去除水中有機污染物的方法。

改進的芬頓、類芬頓體系去除水中有機污染物的方法，具體是按以下步驟完成的：

一、調節pH值：將預處理過的含有機污染物的水進行pH調節，調至4.0~7.0；二、混合反應：將亞鐵鹽、過氧化氫水溶液和改進劑加入步驟一經過pH調節后的水中，混合反應5min~120min，即完成水中有機污染物的去除；步驟二中所述的過氧化氫水溶液中過氧化氫的質量分數為5%~40%，投加后過氧化氫最終質量濃度為0.01g/L~10g/L；步驟二中所述的亞鐵鹽中的Fe²⁺與過氧化氫水溶液中H₂O₂的摩爾比為1:(1~100)，步驟二中所述的亞鐵鹽與改進劑的質量比為(0.3~100):1。

改進的芬頓、類芬頓體系去除水中有機污染物的方法，具體是按以下步驟完成的：

一、調節pH值：將預處理過的含有機污染物的水進行pH調節，調至4.0~7.0；二、混合反應：將三價鐵鹽、過氧化氫水溶液和改進劑加入步驟一經過pH調節后的水中，混合反應5min~120min，即完成水中有機污染物的去除；步驟二中所述的過氧化氫水溶液中過氧化氫的質量分數為5%~40%，投加后過氧化氫最終質量濃度為0.01g/L~10g/L；步驟二中所述的三價鐵鹽中的Fe³⁺與過氧化氫水溶液中H₂O₂的摩爾比為1:(1~100)，步驟二中所述的三價鐵鹽與改進劑的質量比為(0.4~200):1。

本發明的優點：一、本發明能夠拓寬芬頓、類芬頓反應pH適用范圍，減少了待處理水酸堿調節的成本；二、本發明對水中有機污染物的去除率比未改進的芬頓、類芬頓體系對水中有機污染物去除率提高了10%~90%，極大的提高了過氧化氫利用率及反應速率，減少過氧化氫殘留，把對后續工藝的影響降到最低；三、本發明以較低金屬離子投量保證體系持續高效地產生羥基自由基，提高了芬頓、類芬頓體系的降解速率及礦化度，降低了鐵泥量，拓展了芬頓、類芬頓體系在水處理中的應用。

附圖說明

圖1是苯酚的去除率與反應時間的關系曲線圖，圖1中的■表示試驗一采用硝酸亞鈰為改進劑的芬頓、類芬頓體系對苯酚的去除率與反應時間的關系曲線圖，圖1中的□表示試驗一的對照組未加改進劑的芬頓、類芬頓體系對苯酚的去除率與反應時間的關系曲線圖；