[實用新型]一種高氯難降解廢水催化氧化凈化裝置

有效

• 申請號: 201922281745.0
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN211813634U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 韓京龍;王愛杰;王鴻程;翟思媛;劉慧玲
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/74;C02F1/66;C02F1/52;C02F101/36
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

本實用新型屬于廢水凈化技術領域，具體涉及一種高氯難降解廢水催化氧化凈化裝置及方法。所述裝置包括pH調節區，主反應區，催化劑儲罐，催化劑補充管，pH回調絮凝區，催化劑回收池，催化劑回流管道；處理方法包括：在pH調節區將待處理水質呈酸性，加入雙氧水，催化劑與加入的雙氧水混合進行反應，調節水質呈偏堿，催化劑自絮凝、回收，催化劑與處理后水分離，回流到pH調節區實現回用。本實用新型有效實現了高氯難降解廢水的處理，去除效率高，運行成本低，管理方便等優勢，應用前景廣泛。

技術領域

本實用新型屬于廢水凈化技術領域，具體涉及一種高氯難降解廢水催化氧化凈化裝置及方法。尤其涉及高氯離子條件下吡啶類(氯代吡啶、吡啶酸)、硝基芳烴類、鹵代有機污染物、蒽醌類的催化氧化凈化方法。

背景技術

芬頓氧化技術是難降解工業廢水處理過程中的重要技術，一般認為芬頓技術主要通過催化產生羥基自由基(·OH)對難降解有機物進行氧化礦化作用實現去除。芬頓技術在處理高氯難降解廢水時，由于氯離子的存在，導致大部分·OH轉變為·Cl，·Cl再轉變為二氯陰離子自由基(·Cl₂^-)，·Cl及·Cl₂^-氧化能力低于·OH，導致芬頓氧化過程受阻，有機物氧化礦化過程難于進行。通過類芬頓或其他催化氧化過程，提高反應過程pH或在中性條件下進行芬頓反應過程有望降低·Cl的生成量，但存在的問題是·OH的氧化能力與pH有關，pH越高，·OH的氧化能力越低，從而導致對難降解有機物氧化礦化能力的不理想，甚至基本無效。廢水無法實現良好的處理或處理成本過高直接制約了企業產能的提升，影響了經濟發展。這就要求我們在高氯廢水處理過程中尋找到能夠在酸性條件下增加·OH比例的方法。

·OH+Cl^-→·ClOH^- k＝4.2×10⁹

·ClOH^-→·OH+Cl^- k＝6.0×10⁹

·ClOH^-+H⁺→·Cl+H₂O k＝2.4×10¹⁰

·Cl+Fe²⁺→Cl^-+Fe³⁺ k＝5.9×10⁹

·Cl+Cl^-→·Cl₂^- k＝7.9×10⁹

·Cl₂^-+HO₂·→2Cl^-+H⁺+O₂ k＝3.1×10⁹

此外，在難降解有機物處理過程中，如吡啶類，硝基苯污染物由于氮對吡啶環電子云的吸引，導致吡啶環上其他位置電子云密度偏低，導致其易還原不易氧化，同時芬頓氧化礦化過程中存在羥基吡啶等中間產物的累積問題，開環緩慢，雙氧水消耗量大，成本高，甚至無法實現良好的礦化降解。實際處理過程中往往采用焚燒，甚至稀釋排放的方式滿足監管要求，處理成本過高，風險較大。這就需要在芬頓氧化過程中實現氧化與還原過程有機耦合。