[發明專利]一種含硫化物的工業廢水處理用試劑及其反應方法

在審

• 申請號: 201711158218.X
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107720930A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 邢明陽;董陳成;張金龍
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/30;C02F101/32
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙)31230
• 代理人: 陳偉勇

技術領域

本發明涉及化學領域，具體涉及廢水處理。

背景技術

亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為芬頓試劑，英國科學家H.J.H.Fenton在1894年首次發現多種有機物在該組合體系中可以有效被降解，較其他水處理技術具有明顯優越性。1964年，Eisenhouser首次使用芬頓試劑氧化含苯酚和烷基苯的廢水。1968年，Bishop對芬頓氧化處理有機污染廢水有了初步討論。自此以后，芬頓試劑被廣泛應用于處理工業有機廢水，例如酚類，印染廢水以及對氨基苯磺酸等的處理。但是傳統芬頓反應具有以下劣勢：1)雙氧水利用率低，三價鐵離子還原為二價鐵離子的轉化率偏低，導致有機污染物降解不完全；2)傳統的均相芬頓反應一般要求在pH＝3的環境下進行，實際廢水一般達不到該pH值，且調整酸度會增加水處理的成本；3)芬頓反應體系是向體系中加入鐵鹽作為催化劑，過量的鐵離子會存在于水溶液或泥漿中，使后續的處理過程耗時、耗力。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種含硫化物的工業廢水處理用試劑，解決以上至少一個技術問題。

本發明的目的還在于，提供一種含硫化物的工業廢水處理用試劑的反應方法，解決以上至少一個技術問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種含硫化物的工業廢水處理用試劑，包括芬頓試劑，所述芬頓試劑中含有鐵源和過氧化氫；

其特征在于，還包括硫化物，所述硫化物混在所述芬頓試劑內，作為芬頓試劑的助催化劑。

本發明在芬頓試劑內加入硫化物，在進行廢水處理時，催化反應首先在硫化物表面進行，在黑暗條件下能顯著提高降解效率，提高了降解效率和雙氧水的利用效率。在芬頓試劑用量為微量級別條件下，可以循環利用，不僅避免了均相芬頓產生大量鐵污泥的問題，還降低了處理成本。

所述硫化物為MoS₂、CoS₂、WS₂、CdS、CuS、Cr₂S₃、CeS₂、NiS、ZnS、PbS、InS、GaS、MnS、FeS₂中的任意一種或至少兩種的混合物。經實驗，上述硫化物加入后，可助催化芬頓反應分解雙氧水并提高降解有機污染物的效果。

所述鐵源可以是FeSO₄、Fe(NO₃)₃、FeCl₃、Fe₂O₃、Fe₂(SO₄)₃、Fe₂S₃、FeS、FePO₄、Fe粉、檸檬酸鐵中的任意一種或至少兩種的混合物。

優選，所述芬頓試劑以七水合硫酸亞鐵和30wt％雙氧水為原料，所述硫化物為MoS₂，每1L廢水中加入七水合硫酸亞鐵2～20000g，MoS₂ 3～10000g，30wt％雙氧水0.1～1000mmol。

所述鐵源中的鐵元素可以替換為鎳、銅、錳中的任意一種，形成類芬頓試劑，類芬頓試劑可代替芬頓試劑。經實驗，類芬頓體系加入硫化物后也具有很高降解率。

所述芬頓試劑可應用于pH值為0～7的廢水。芬頓反應一般要求廢水的pH值為3，而在芬頓試劑中加入硫化物后，反應的pH值要求范圍拓寬至0～7，降低了廢水酸處理的成本。

所述廢水通過一在線pH計實時監測廢水pH值，避免因廢水pH值超過7而使芬頓試劑失效。

所述芬頓試劑可應用于處理含有無色染料、有色染料、苯系污染物中任意一種或至少兩種的混合物的廢水。

一種含硫化物的工業廢水處理用試劑的反應方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，取0.1～10000000L待處理廢水；

步驟二，加入鐵源直至濃度為2～20000g/L；

步驟三，加入硫化物直至濃度為3～10000g/L；

步驟四，將廢水pH值調至0～7；

步驟五，加入30wt％雙氧水直至H₂O₂濃度為0.1-1000mmol/L。

本發明的有益效果：

1.相較于傳統意義的均相芬頓反應體系，加入廉價易得的硫化物作為助催化劑，提高了過氧化氫分解生成羥基自由基的效率，大大縮短了反應時間，提高了污染物去除效果，工業化利用后可有效提高經濟效益；