[發(fā)明專(zhuān)利]促進(jìn)芬頓氧化的方法、促進(jìn)芬頓氧化反應(yīng)體系及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110502492.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113087119A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋金成;虞彤;烏力更;趙方金;崔小龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京啟元匯通水務(wù)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/72
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/72
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 金田蘊(yùn)

本發(fā)明公開(kāi)了一種促進(jìn)芬頓氧化的方法、促進(jìn)芬頓氧化反應(yīng)體系及應(yīng)用。該方法包括在芬頓氧化體系中引入過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬合金或過(guò)渡金屬化合物作為還原性中間橋架物質(zhì)，將芬頓氧化體系中的三價(jià)鐵離子還原為二價(jià)鐵離子。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，在芬頓氧化體系中引入過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬合金或過(guò)渡金屬化合物作為還原性中間橋架物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)芬頓氧化體系中三價(jià)鐵離子(Fe³⁺)向二價(jià)鐵離子(Fe²+)的轉(zhuǎn)化，使芬頓氧化體系中始終維持足夠濃度的二價(jià)鐵離子(Fe²⁺)，同時(shí)降低三價(jià)鐵離子(Fe³⁺)濃度，阻止芬頓氧化反應(yīng)中途停止，極大的提高了芬頓氧化體系的反應(yīng)速度和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種促進(jìn)芬頓氧化的方法、促進(jìn)芬頓氧化反應(yīng)體系及應(yīng)用。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全國(guó)廢水排放總量777.4億噸，其中工業(yè)廢水排放量182.9億噸，占廢水排放總量的23.52％。工業(yè)廢水中存在大量難處理工業(yè)廢水，如石油化工、煤焦化工、印染、電鍍及制藥等工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境危害巨大，屬于典型的難處理工業(yè)廢水，亟需既高效又經(jīng)濟(jì)的廢水處理集成技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)超低排放和資源化。

焦化廢水因其含有大量有毒有害、難降解的高濃度有機(jī)污染物，具有成分復(fù)雜，水質(zhì)水量變化大，可生化性差等特點(diǎn)，導(dǎo)致出水難以達(dá)標(biāo)，屬于典型的難處理工業(yè)廢水。據(jù)中國(guó)煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)披露，目前，國(guó)內(nèi)整體焦化行業(yè)焦炭總產(chǎn)能為5.6億噸，焦化廢水處理普遍采用生化結(jié)合深度處理工藝，現(xiàn)大部分企業(yè)執(zhí)行《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)表2兼排標(biāo)準(zhǔn)，因一些地區(qū)要求零排放部分企業(yè)后端再通過(guò)膜系統(tǒng)處理實(shí)現(xiàn)部分回用，由此產(chǎn)生大量的膜濃縮水又成為新的污染處理難點(diǎn)。目前已實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的深度處理工藝，如芬頓氧化技術(shù)、臭氧催化氧化技術(shù)及電催化氧化技術(shù)等，因?qū)OD等污染因子去除存在技術(shù)拐點(diǎn)，尚未達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)特別排放限制表3直排要求，更無(wú)超低排放工程案例及相關(guān)技術(shù)工藝內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種促進(jìn)芬頓氧化的方法、促進(jìn)芬頓氧化反應(yīng)體系及應(yīng)用，以提高芬頓氧化體系的反應(yīng)速度和效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種促進(jìn)芬頓氧化的方法。該方法包括在芬頓氧化體系中引入過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬合金或過(guò)渡金屬化合物作為還原性中間橋架物質(zhì)，將芬頓氧化體系中的三價(jià)鐵離子還原為二價(jià)鐵離子。

進(jìn)一步地，芬頓氧化體系中亞鐵離子和過(guò)氧化氫的加入量摩爾比為1:3～1:10(以污水CODcr＝300mg\L為例，硫酸亞鐵的加量為0.88235×10-3mol\L至2.9411×10-3mol\L；過(guò)氧化氫加入量為8.8235×10-3mol\L至0.02941mol\L)；過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬合金或過(guò)渡金屬化合物的消耗量為0.001g\L\h至0.1g\L\h。

進(jìn)一步地，過(guò)渡金屬單質(zhì)或過(guò)渡金屬合金為選自由鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅和鋅組成的組中的一種或多種；優(yōu)選的，過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬合金或過(guò)渡金屬化合物為不溶于水的固態(tài)；優(yōu)選的，過(guò)渡金屬化合物為選自由二氧化鈦、三氯化鈦、四氯化鈦、氧化釩、二氧化釩、五氧化二釩、氧化亞鉻、二氧化鉻、三氧化鉻、三氧化二鉻、一氧化錳、二氧化錳、三氧化二錳、四氧化三錳、氧化亞鐵、三氧化二鐵、四氧化三鐵、氧化鈷、四氧化三鈷、氧化鎳、三氧化二鎳、氧化亞銅、氧化銅、氧化鋅和過(guò)氧化鋅組成的組中的一種或多種。

進(jìn)一步地，芬頓氧化體系是由過(guò)氧化氫和亞鐵離子形成的具有強(qiáng)氧化性的混合液；過(guò)氧化氫和亞鐵離子組合成為芬頓試劑。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種促進(jìn)芬頓氧化反應(yīng)體系。該體系包括芬頓氧化體系和過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬合金或過(guò)渡金屬化合物。

進(jìn)一步地，芬頓氧化體系中亞鐵離子和過(guò)氧化氫的加入量摩爾比為1:3～1:10；過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬合金或過(guò)渡金屬化合物的消耗量為0.001g\L至0.1g\L。