[發明專利]一種基于光催化高級還原的含鉻制革廢水處理方法

在審

• 申請號: 202010523609.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111675429A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 尤世界;劉雪峰;裴姝釗;張金娜
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;B01J21/06;C02F101/22;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種基于光催化高級還原的含鉻制革廢水處理方法，它涉及水處理領域。本發明要解決現有傳統生物法無法直接有效處理含鉻制革廢水以及在處理廢水時需二次投加化學試劑的問題。本發明制備得到具有可見光響應的黑色二氧化鈦納米管催化劑，投加至含鉻制革廢水中攪拌分散進行暗吸附，利用廢水中自含有的有機污染物甲酸鹽，經光催化高級還原過程對重金屬鉻進行處理，經由以上工藝處理的廢水靜置后再經傳統生物法處理。本工藝流程操作簡便，可見光條件下反應就可以發生，而且能有效提高廢水重金屬六價鉻的去除，降解有機污染物，最主要的是以廢治廢，降低處理成本，做到循環經濟。本發明應用于廢水處理領域。

技術領域

本發明涉及水處理領域，具體涉及一種基于光催化高級還原的含鉻制革廢水處理方法。

背景技術

我國的工業產業發展迅速，促進了經濟的高速發展。與此同時，引發的環境問題日益突出，尤其是水環境污染問題。特別在化工、制藥、皮革生產等領域的廢水，有著高濃度、高毒性、難降解、成分復雜以及極差的可生化性等特性。尤其在制革廢水當中，鉻元素作為主要的重金屬污染源對人體具有致癌、致畸、致突變的危害，并且鉻元素主要以六價鉻離子態存在極易在水環境中發生遷移，對人體健康構成了極大威脅。除重金屬污染物以外，水體中還含有大量作為鉻糅劑的甲酸鹽有機污染物。針對這種同時含有高濃度有機污染物和重金屬的廢水處理技術研究一直是水污染治理的難點和重點。在治理同時，還要堅持可持續發展理念，不僅要追求較高去除效率的環境治理目標，還要避免二次污染、較低處理成本等更高層次的環境經濟效益目標，這才是治理這類含鉻制革廢水的理想的技術發展方向。然而，傳統的生化法和化學沉淀法已經無法滿足如此需求。

高級還原技術(ARPs)在高溫高壓、電、光輻照等反應條件下，可產生具有還原能力的活性物種，其中的活性物種CO₂^·-(-2.0V vs標準氫電極)可利用光催化劑產生的HO·與甲酸鹽相互作用得到，有效還原六價鉻為三價鉻的同時又對甲酸鹽有機污染直接氧化分解。這個過程以廢治廢，無二次污染，降解徹底，效率高，操作簡便。目前，這其中的光化學氧化法和高級還原法逐漸被人們應用于生產生活當中，因此利用光催化高級還原方法針對這類制革工業廢水有著廣闊的應用前景。

發明內容

本發明是要解決現有傳統生物法無法直接有效處理含鉻制革廢水以及在處理廢水時需二次投加化學試劑的問題，而提供一種基于光催化高級還原的含鉻制革廢水處理方法。

本發明的一種基于光催化高級還原的含鉻制革廢水處理方法，它是按以下步驟進行：

一、黑色二氧化鈦光催化劑的制備：將硫酸氧鈦、丙三醇、無水乙醇和乙醚按質量比1:15:30:10進行混合，充分攪拌0.5h-2h后轉移至水熱釜中，在90-130℃溫度下水熱反應18-24h，得到的樣品在60℃條件下的干燥6-12h，干燥的樣品，在250-400℃氫氣條件下煅燒0.5-2h，最后得到黑色二氧化鈦光催化劑；

二、催化劑暗吸附處理：向含有鉻濃度為50mg/L和甲酸鹽濃度0.8～1.8g/L的制革廢水中，投加步驟一中制得的黑色二氧化鈦光催化劑0.3-0.8g/L，進行暗反應，反應同時進行攪拌，攪拌速度為500-1500r/min，持續攪拌0.5-2h；

三、光催化還原法處理：將步驟二反應產物在波長大于420nm的可見光條件下照射1-4h，反應過程中伴有攪拌，攪拌速度為500-1500r/min，反應結束后靜置分層，上層清液為光催化還原法處理后水樣；

四、活性污泥處理：將步驟三得到的光催化還原法處理后水樣通入活性污泥中處理4-8h，出水，即完成所述的基于光催化高級還原的含鉻制革廢水處理。