[發明專利]一種離子液體-過氧化氫協同處理有機物污水的方法

有效

• 申請號: 201910964264.1
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN111056665B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 賁永光;周少奇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;貴州科學院;廣東藥科大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 李娜

本發明公開了一種離子液體協同過氧化氫降解有機物污水的方法，屬于環境保護技術領域，本發明以苯胺污水為例，通過改變加入過氧化氫的量、溶液pH值、苯胺廢水的初濃度、反應時間等因素對苯胺降解效果的影響，并采用正交試驗法，確定過氧化氫降解苯胺的最佳工藝條件。在此基礎上研究改變加入離子液體的量對苯胺降解效果的影響，確定了離子液體協同過氧化氫降解苯胺的最佳工藝條件：離子液體濃度為0.6g/L，過氧化氫加入量為0.3mL，時間為10min，pH＝6，苯胺廢水初濃度為30mg/L，室溫約18℃，降解率為96.2％。最終發現離子液體協同過氧化氫的降解率較高，處理后的苯胺污水達到國家的一級排放標準。

技術領域

本發明涉及環境保護技術領域，特別是涉及一種離子液體-過氧化氫協同處理有機物污水的方法。

背景技術

隨著工業迅速發展，污水種類的數量快速增加，對水體的污染也日趨嚴重。有機污水的成分和種類更加復雜，處理起來更加困難。

比如市政污泥厭氧氨氧化出水和垃圾滲濾液均為高濃度、高污染難降解的有機污水。這些水質中含有好氧有機污染物和各類金屬和氨氮類化合物，該水質中COD、BOD的濃度高達幾萬，遠高于城市污水。

此外這類污水中有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等。隨著時間的推移，這些污水的水質越來越差，BOD/COD＜0.1，幾乎不具備生化性。

目前這類污水的處理方法包括：吸附法、化學沉淀法、密度分離法、催化氧化法、反滲透、氣提及濕式氧化法。生化方法降解有機物的效率可達50-80％，但是成本較高，不適合大量污水的處理。

發明內容

本發明的目的是提供一種離子液體-過氧化氫協同處理有機污水的方法，提高有機物的降解率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種離子液體-過氧化氫協同處理有機物污水的方法，包括以下步驟：

(1)調節有機物污水的pH至6-7，在有機物污水中加入過氧化氫和離子液體，靜置10min-60min；以苯胺模擬有機物污水為例，隨著時間的延長，苯胺的降解率逐步升高，在40min時達到79.2％。再增加反應時間，苯胺降解率的增加不明顯，降解率趨于平穩，這說明氧化反應已經接近平衡狀態，繼續延長反應時間對平衡狀態沒有影響。根據自由基反應理論，過氧化氫分解產生·OH自由基和·H自由基，適當延長時間時，大量非常活潑的·OH自由基將水中的有機物徹底氧化成CO₂和H₂O。隨著時間的延長，水中自由基或帶電離子逐漸減少，所以降解率增長逐漸減緩直至停止；

(2)在步驟(1)得到的反應液中加入硫酸氫鉀溶液調節pH至1.5-2.0，加入1滴亞硝酸鈉溶液，搖勻，靜置3min-5min；

(3)在步驟(2)得到的反應溶液中加入氨基磺酸銨溶液，充分振蕩，靜置3min-5min。

優選的，過氧化氫在有機物污水中的添加量為1％-6％。以苯胺模擬有機物污水為例，隨著過氧化氫投加量的增加，污水中苯胺降解率先增大，而后出現明顯下降。當過氧化氫投加量為3％時，苯胺的降解率達到最大值86.8％。過氧化氫投加量對污水處理效果有至關重要的影響：在過氧化氫濃度較低時，·OH的量隨過氧化氫投加量的增加而增加，因而降解率增大；但隨著過氧化氫的投加量達到一定程度后，苯胺降解率出現下降，這是因為當過氧化氫投加量過高時，過量的過氧化氫不但不能通過分解產生更多的·OH自由基，還會發生如下反應：

H₂O₂+·OH→HOO·+H₂O

此外自由基間還會發生如下反應：

HOO·+·OH→H₂O+O₂