[發(fā)明專利]一種利用超聲波催化的活化分子氧的芬頓氧化水處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410573900.5
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104386866A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳彥
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州富奇諾水治理設(shè)備有限公司
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種活化分子氧的芬頓氧化去除水中有機(jī)物的方法，特別是涉及一種利用超聲波催化的活化分子氧的芬頓氧化去除水中有機(jī)物的方法。

背景技術(shù)

在水資源環(huán)境治理中可通過超聲波的方式對廢水進(jìn)行處理，超聲波的空化效應(yīng)為降解水中有害有機(jī)物提供可能，從而使超聲波污水處理目的的實(shí)現(xiàn)。在污水處理過程中，超聲波的空化作用對有機(jī)物有很強(qiáng)的降解能力，且降解速度很快，超聲波空化泡的崩潰所產(chǎn)生的高能量足以斷裂化學(xué)鍵，空化泡崩潰產(chǎn)生氫氧基（OH⁺）和氫基（H^-），同有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)，能將水體中有害有機(jī)物轉(zhuǎn)變成CO₂、H₂O、無機(jī)離子或比原有機(jī)物毒性小易降解的有機(jī)物。所以在傳統(tǒng)污水處理中生物降解難以處理的有機(jī)污染物，可以通過超聲波的空化作用實(shí)現(xiàn)降解。

芬頓反應(yīng)（Fenton）是一種高級氧化技術(shù)，通過Fe²⁺與H₂O₂的反應(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑羥基自由基，繼而氧化破解污水或污泥，破壞污水或污泥中微生物的細(xì)胞壁，使細(xì)胞體內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)釋放，并將大分子難降解有機(jī)物分解為小分子物質(zhì)，增加污水污泥的無機(jī)化程度，F(xiàn)enton?氧化技術(shù)是一種有效的污泥預(yù)處理技術(shù)，早期芬頓試劑主要應(yīng)用于有機(jī)分析化學(xué)和有機(jī)合成反應(yīng)，1964年，Eisenhouser首次將芬頓反應(yīng)作為廢水處理的技術(shù)運(yùn)用，并在苯酚及烷基苯廢水處理實(shí)驗(yàn)中獲得成功。但傳統(tǒng)的?Fenton?反應(yīng)在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)存在著三個(gè)方面的限制：①必須在?pH?＜?3的酸性介質(zhì)中進(jìn)行?；②常規(guī)?Fenton?催化劑?(Fe²⁺或?Fe³⁺)?在水溶液中的存在形式受到介質(zhì)的酸堿度、總鐵濃度、存放時(shí)間等因素的影響，其分離和反復(fù)利用面臨許多困難?；③盡管H₂O₂是一種方便清潔的氧源，但它存在著價(jià)格昂貴，穩(wěn)定性差，利用率低的缺點(diǎn)以及儲運(yùn)等方面的限制。由此，多物化單元組合的Fenton技術(shù)如光-Fenton技術(shù)、電-Fenton技術(shù)、超聲?-Fenton?技術(shù)、光電?-Fenton?技術(shù)等應(yīng)運(yùn)而生?；同時(shí)，以零價(jià)鐵及其復(fù)合物為代表的異相Fenton反應(yīng)也能解決傳統(tǒng)Fenton反應(yīng)的不足，從而受到了國內(nèi)外研究人員的關(guān)注。但目前的?Fenton體系依然沒有解決?H₂O₂價(jià)格昂貴及利用率低的缺點(diǎn)。

現(xiàn)有的技術(shù)例如：申請?zhí)枺?01310678092.4與201210286680.9中分別提供了超聲波與芬頓反應(yīng)協(xié)同治理廢水的方法，所述?201310678092.4中提出芬頓反應(yīng)與和超聲波破碎反應(yīng)是同時(shí)進(jìn)行的，所述201210286680.9中提出的方法是先加入FeCl₂和H₂O₂進(jìn)行芬頓氧化，然后進(jìn)行超聲波破碎反應(yīng)，但是上述兩個(gè)技術(shù)中沒有充分的利用到廢水在超聲波破碎反應(yīng)一段時(shí)間后，其中產(chǎn)生的大量的氫氧基（OH⁺）和氫基（H^-）對芬頓氧化技術(shù)的促進(jìn)。

又有申請?zhí)枺?01110045757.9的專利文獻(xiàn)中提出了一種活化分子氧的芬頓氧化水處理的方法。將過渡金屬離子、過渡金屬、過渡金屬氧化物作為活化分子氧催化劑產(chǎn)生羥基自由基，從而氧化去除廢水中的有機(jī)物。與使用過氧化氫為氧源的芬頓水處理技術(shù)相比，活化分子氧的芬頓水處理技術(shù)更加成本低廉，綠色環(huán)保。本發(fā)明建立的活化分子氧的芬頓氧化水處理技術(shù)適用于各種有機(jī)廢水處理，持久性好，效率高，環(huán)境友好，無二次污染，易于操作，符合實(shí)際水處理單元的需要，在環(huán)境污染治理領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述材料，本發(fā)明的目的是提供一種能夠利用超聲波破碎反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的大量的氫氧基（OH⁺）和氫基（H^-）以及將過渡金屬離子、過渡金屬、過渡金屬氧化物作為活化分子氧催化劑產(chǎn)生羥基自由基進(jìn)行的芬頓氧化反應(yīng)，達(dá)到對廢水進(jìn)行治理的方法。