[發明專利]一種采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法

有效

• 申請號: 201210570441.6
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN102992444A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 周繼承;蔣尊芳;高令飛;諶敏飛
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;B01J21/18;B01J23/72
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 郝文博

技術領域

本發明涉及一種活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法。

背景技術

隨著經濟的發展，環境負擔也日益沉重，尤其是水體環境。環境污染是對全世界的一個重大挑戰。有機廢水色度深、難生化降解、成分復雜。這些有機污染物流入水體中，水資源受到嚴重的污染，且對人體有潛在的危險性。自從1976以來，工業廢水中的芳香族化合物已經出現在EPAs主要污染物清單中。污染物中最重要的子類之一染料廢水已經引起了很大的注意。處理各種染料廢水，被認為是全世界中控制環境污染的主要任務之一。因為大部分的有機化合物通常含有苯環和萘環，它們不能輕易地被傳統的生物和化學方法降解掉。這些化合物被認為是有毒污染物，它們對人類的健康有潛在的危險性，在廢水排放之前必須對之進行處理。因此開發一種高效、經濟的廢水處理方法迫在眉捷。

目前用于降解有機廢水的方法主要有物理吸附法，生物脫色法，超聲降解法，光催化降解法，微波輔助光催化降解法，微波與無機氧化劑氧化法。生物法，處理時間長，不能完全降解廢水中的污染物，吸附法不能降解污染物，只是將它們的狀態進行轉移，光催化法降解只適合低濃度有機廢水的處理，且處理時間長。超聲降解處理時間長，降解效率低。微波輔助光催化降解法，其實質是用微波輔助的方式強化光催化的效果，仍然沒有完全脫離光催化，在一定程度上，可縮短反應時間，但不能處理高濃度有機廢水。

微波是一種由電場和磁場組成的能量，是一種電磁波，波長在1mm-100cm，頻率為300MHz-300GMHz.。近年來，微波輻照在食物消毒，有機合成，分析和萃取及環境污染的處理中已經得到看越來越廣泛的應用。微波與無機氧化劑氧化法，對氧化劑的用量很大，造成處理成本高，且氧化劑的利用率低。

發明內容

為了克服現有技術中存在的處理時間長，降解效率低，成本高等問題，本發明提出了一種新的降解有機廢水的方法以及一種新的用于降解有機廢水的新的微波催化劑，采用本發明的催化劑和方法，能夠有效的解決現有技術中存在的問題，且能夠連續規模處理，易于工業化生產。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中將活性炭基微波催化劑與有機廢水混合，采用微波對有機廢水進行輻照，所述的活性炭基微波催化劑為活性炭或者負載有金屬或者金屬氧化物的活性炭。

上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中所述的金屬為鈦、鐵、鈷、鎳、銅、鎂、鉬、鉍、鎢中的一種或多種，所述的金屬氧化物為金屬鈦、鐵、鈷、鎳、銅、鎂、鉬、鉍、鎢的氧化物中的一種或多種。

上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中在活性炭上負載的金屬或金屬氧化物為活性炭質量的1－10％。

上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中所述的活性炭經過除雜處理。

上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中所述的活性炭除雜處理包括對活性炭進行水洗，煮沸，干燥步驟。

上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中有機廢水為甲基橙廢水，甲基橙廢水的濃度為10-500mg/L。

上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中有機物與微波催化劑的質量比為1∶2－440。

上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中微波輻照的功率為200-800瓦，微波輻照的時間為2-30分鐘。

上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中將微波催化劑填充在微波反應管中組成微波催化反應床層，對廢水進行連續處理。

上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中微波催化反應床層含有至少兩段微波反應管。

采用本發明的技術方案，能夠極大的提高降解效率，且處理時間大大縮短，操作簡單易行，投資和運行成本低，占地面積少，降解徹底，可降解有機廢水的濃度范圍廣，能夠連續規模處理，易于工業化生產，無二次污染，適用于印染、造紙、化工、制藥等行業中有機廢水的處理。

具體實施方式

具體實施方式中采用的分析方法為：利用紫外分光光度計在270nm處對溶液的吸光度進行測定，由（公式1）可知溶液濃度與吸光度呈正比，因此可得出溶液濃度，并根據(公式2)計算出溶液降解率。

A=αCL???????????????????????????（1）

其中，A：吸收度α：摩爾吸光系數，L·g-1·cm-1；C：溶液的濃度，g·L-1；L：吸收層厚度，cm。