[發明專利]有機廢水和含銅離子廢水的協同處理方法

在審

• 申請號: 202011041009.9
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112158940A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 殷旭東;李德豪;謝文玉;王儒珍;毛玉鳳;劉志森;朱越平;劉正輝;李長剛;葉芳芳;張帥
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/30;C02F101/20
• 代理公司: 廣州市諾豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44714
• 代理人: 任毅;黃國亮

本發明公開了有機廢水和含銅離子廢水的協同處理方法，包括將含有Cu²⁺離子的廢水和含有有機污染物的有機廢水混合，得到混合廢水；進一步加入雙氧水，進行Fenton反應，降解有機污染物。本發明的一些實例，突破現有技術的局限，使用Cu²⁺離子催化Fenton氧化反應降解有機污染物，克服了傳統Fenton氧化反應需要在pH 2～4才具有良好降解能力的不足，在較高的pH范圍（4.5～8.5）下出人意料地具有極佳催化效果，既可以有效地消減有機廢水，又可以簡化含銅離子廢水，特別是電鍍廢水的處理。

技術領域

本發明涉及環保領域，特別涉及有機廢水和含銅離子廢水的協同處理方法。

背景技術

在工業生產中，因為工藝需要，會產生大量的有機廢水。有機廢水中的有機物，如果處理不當，會嚴重污染水體，對環境造成難以修復的損傷。以印染行業為例，印染廢水包括退漿、染色、漂白、印花等過程中產生的有色、難降解的廢水。印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點，屬難處理的工業廢水。印染廢水水量較大，每印染加工1噸紡織品耗水100-200噸，其中80-90％成為廢水。印染廢水如果直接排放，會對環境以及土壤造成嚴重的污染。大多數的染料廢水pH在5-7。

有機廢水常用的無害化處理方法以化學處理法為主。傳統Fenton氧化法：20世紀80年代以來，該方法開始被廣泛用于去除廢水中的有機物，經過不斷的實驗，該方法得到了廣泛的認可，該方法即利用芬頓試劑(Fe²⁺/H₂O₂)，在酸性條件下，生成氧化性極強的羥基自由基(·OH)，從而實現對有機物的氧化降解，印染廢水為難生物降解，且在水中易溶解的有機物，采用芬頓方法對印染廢水的去除效果好，且易操作，成本低，處理效率高。隨著技術的發展，芬頓被廣泛用于去除廢水中的有機污染物，并且引入各種技術比如：超聲、紫外、可見光等聯合使用，以提高去除效率。該方法經過實踐已被廣泛接受并運用于實際處理。但是，該種方法也存在不足：pH范圍窄，需要調節pH在2-4之間，去除效率好，另外就是需要的H₂O₂的量多。

類芬頓氧化法：該方法是在傳統的芬頓氧化法的基礎上衍生出來的方法，即采用不同的催化劑代替傳統芬頓的Fe²⁺，以解決傳統芬頓中遇到的不足之處。近年來的研究有均相即采用與鐵離子性質相似的金屬離子的類芬頓處理，也有非均相采用類似于Fe₃O₄等類芬頓處理，隨著研究的深入，出現了許多可以代替Fe²⁺的試劑。

Cu²⁺離子本身具有一定的毒性，單獨使用Cu²⁺離子促進Fenton氧化降解有機物的研究幾乎未見。趙吉,楊晶晶,馬軍.Cu²⁺強化Fenton反應氧化降解2,4,6-三氯酚[J].哈爾濱工業大學學報,2013,45(12):22-25.的研究表明，酸性條件下，Cu²⁺不能有有效催化分解過氧化氫降解2,4,6-TCP；但是Cu²⁺的加入顯著增強了Fenton反應對2,4,6-TCP的降解效率。現有技術中，并未見嘗試使用Cu²⁺離子催化分解過氧化氫降解有機污染物。

冶煉、金屬加工、電鍍及機器制造等行業排放的含銅廢水是造成水體銅污染的重要原因，其中含有的銅離子等重金屬離子毒性大，研究表明，重金屬銅離子排放對水體、土壤具有很大的危害性。地表水中銅含量達0.01mg/L時，對水體自凈有明顯的抑制作用；超過3.0mg/L，會產生嚴重異味；超過15mg/L，不但無法飲用且會導致肝硬化，所以處理含銅廢水達標后才能排放，并且含銅廢水中還含有其他重金屬離子，比如錳離子、鎳離子以及其他一些無機陰離子，廢水中含有的這些重金屬離子可能還能二次利用，所以如何使這些廢水中的金屬離子用于其他的反應，達到再生利用，即可以達標排放減輕對環境的危害，又能二次利用，去除其他有害物質，是現在以廢治廢的環保理念：即利用一種廢物或者廢水處理另外一種待處理廢物。