[發(fā)明專利]綠銹/葡萄糖-葡萄糖氧化酶催化氧化體系處理染料廢水的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010468377.5
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111635025B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李孟;杜寧;張倩;李澤豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/04
• 分類號(hào): C02F9/04;C02F101/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;閉釗

本發(fā)明涉及一種利用綠銹/葡萄糖?葡萄糖氧化酶催化氧化體系處理染料廢水的方法。首先調(diào)節(jié)待處理染料廢水的pH，然后加入綠銹并攪拌均勻，待體系達(dá)到吸附?脫附平衡后，在攪拌條件下加入葡萄糖、葡萄糖氧化酶溶液，最后通入O₂引發(fā)類Fenton反應(yīng)。本發(fā)明以染料廢水作為葡萄糖的溶劑，利用葡萄糖?葡萄糖氧化酶反應(yīng)產(chǎn)生H₂O₂；同時(shí)利用曝氣裝置曝入O₂，通過(guò)控制氧氣的量使得H₂O₂緩慢釋放，從一定程度上抑制了集中投加H₂O₂時(shí)發(fā)生的H₂O₂和·OH的副反應(yīng)，提高了H₂O₂的利用率。此外本發(fā)明還以鐵基材料綠銹作為活化H₂O₂的催化劑，產(chǎn)生多種具有強(qiáng)氧化性的活性物質(zhì)，這些活性物質(zhì)在增強(qiáng)體系氧化能力的同時(shí)高效的去除了水體中難降解的有機(jī)污染物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用綠銹/葡萄糖-葡萄糖氧化酶催化氧化體系處理染料廢水的方法。

背景技術(shù)

印染行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水，這些廢水的成分較為復(fù)雜，處理難度較大。Fenton反應(yīng)作為化學(xué)氧化法中的一種，也被用于染料廢水的處理并取得了一定的效果。該反應(yīng)利用Fe²⁺和H₂O₂反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，廢水中的污染物在羥基自由基的作用下分解成小分子物質(zhì)，或者進(jìn)一步礦化為CO₂和H₂O。根據(jù)藥劑的投加方式不同，F(xiàn)enton反應(yīng)可以分為兩類：一類是直接投加Fe²⁺和H₂O₂兩種藥劑，如傳統(tǒng)Fenton、光Fenton；另一類是直接在反應(yīng)的過(guò)程中原位生成H₂O₂和Fe²⁺，如電Fenton。雖然Fenton反應(yīng)具有裝置簡(jiǎn)單、反應(yīng)速率快、降解徹底等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在一些缺陷。第一，H₂O₂采用一次性投加的方式雖然使得前期去除率較高，但由于高濃度下H₂O₂的利用率不高，導(dǎo)致體系整體去除率低；第二，原位生成H₂O₂的技術(shù)存在副反應(yīng)，導(dǎo)致H₂O₂的生成率低且能耗大，如電Fenton技術(shù)利用電極反應(yīng)不斷的將氧氣還原為H₂O₂，但H₂O₂的產(chǎn)量受制于氧氣在電解液中的傳質(zhì)過(guò)程和陰極的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)。

綠銹(Green Rust，GR)是一種由Fe²⁺和Fe³⁺組成的氫氧化物，在結(jié)構(gòu)上屬于層狀雙金屬氫氧化物。綠銹由正負(fù)電荷層組成，正電荷層由金屬陽(yáng)離子和氫氧根組成，負(fù)電荷層由陰離子和水分子組成，常見(jiàn)的陰離子有CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-。綠銹具有較高的化學(xué)活性，并且制備簡(jiǎn)單、成本低。Fenton試劑的反應(yīng)原理是H₂O₂得到Fe(Ⅱ)釋放的電子，產(chǎn)生羥基自由基。綠銹中大量Fe(Ⅱ)具有強(qiáng)大的供電子能力，最為關(guān)鍵的是綠銹中的Fe(Ⅱ)為結(jié)構(gòu)態(tài)的二價(jià)鐵，相比于溶解態(tài)的二價(jià)鐵，綠銹表面具有高速流動(dòng)的電子，增強(qiáng)了電子流動(dòng)效率促進(jìn)了電子轉(zhuǎn)移。因此，綠銹的催化活性更高，在中性條件下同樣具有良好的效果，有望成為Fenton試劑。