[發(fā)明專利]一種芬頓催化劑再生循環(huán)使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111259422.7
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN114014431A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯亞飛;李佩;何亞萍;馮悅;魏鵬辰;王勁松;王順;湯子怡;李欣燦
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;B01J38/00;B01J38/64;B01J38/60;C02F101/30;C02F101/36;C02F101/34;C02F101/38
• 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)明涉及一種芬頓催化劑再生循環(huán)使用方法，首先利用三價(jià)或二價(jià)鐵催化劑以及雙氧水在適宜pH下處理廢水，然后加入堿試劑沉淀得到鐵泥，接著將鐵泥與活化劑混合溶解進(jìn)行再生，最后將再生后的三價(jià)鐵催化劑與雙氧水一同加入到廢水中繼續(xù)處理。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明并沒有墨守成規(guī)將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，而是直接將三價(jià)鐵活化后加入到芬頓反應(yīng)體系中繼續(xù)處理廢水。在這個過程中鐵泥作為催化劑反復(fù)再生后重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)了較好的廢水處理效果，不僅徹底解決了芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的污泥量大、難處理等問題，而且降低了后續(xù)廢水處理成本，具有較好的應(yīng)用和推廣前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種芬頓催化劑再生循環(huán)使用方法。

背景技術(shù)

Fenton氧化法是指利用過氧化氫(H₂O₂)和二價(jià)鐵離子(Fe²⁺)的混合溶液，將廢水中的有機(jī)化合物氧化為無機(jī)物從而實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的一種污水處理方法。該方法雖然具有反應(yīng)速率快、氧化能力強(qiáng)、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等各類廢水的處理中均有廣泛的應(yīng)用，但是也存在一些缺點(diǎn)，例如會產(chǎn)生鐵泥危廢、腐蝕性較強(qiáng)、成本較高等。

目前已有部分研究人員針對芬頓氧化產(chǎn)生的鐵泥固廢處置問題提出了一些解決方法，但都有不足之處。樊帆等人將芬頓鐵泥制成硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵(PFS)及磁性聚合硫酸鐵(MPFS)絮凝劑，該方案需要考慮鐵泥中的雜質(zhì)及成本問題，難以大規(guī)模推廣開來(樊帆,朱紅祥,王利軍,et al.回收Fenton鐵泥制備高效磁性聚合硫酸鐵的研究[J].水處理技術(shù),2016(11):48-52)。郭盛等人通過煅燒對鐵泥加以利用(新型非均相Fenton催化劑的制備及其催化降解有機(jī)污染物性能研究[D].武漢理工大學(xué),2015)；呂伏建等人將Fe³⁺還原為Fe²⁺，實(shí)現(xiàn)了Fenton鐵泥的循環(huán)利用(呂伏建,王路峰,田李嘉,et al.一種膜法循環(huán)利用Fenton鐵泥的方法)；李靖等人通過化學(xué)還原法將芬頓污泥中的Fe³⁺還原為Fe²⁺并回用到芬頓反應(yīng)中(中國專利CN111099713A)；張樹軍等人利用鐵還原菌將芬頓鐵泥中的三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，然后繼續(xù)用于芬頓反應(yīng)(中國專利CN110877956A)。分析可知上述方法都存在工藝復(fù)雜、成本高、可能新增其他離子污染等問題。

本申請發(fā)明人查閱大量文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e³⁺和FeOOH也可以作為芬頓催化劑，只是目前對相關(guān)機(jī)理的分析和實(shí)際應(yīng)用研究的比較少，反應(yīng)體系的建立、反應(yīng)條件的優(yōu)化等大量工作還未完成。在此基礎(chǔ)上發(fā)明人探索出了一種在未將Fe³⁺還原為Fe²⁺的前提下，直接將芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的鐵泥作為催化劑循環(huán)利用的污水處理新工藝，不僅解決了芬頓反應(yīng)污泥量大的問題，而且降低了后續(xù)處理成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種芬頓催化劑再生循環(huán)使用方法，該方法包括以下步驟：(a)將待處理廢水與鐵催化劑、雙氧水混合進(jìn)行芬頓氧化，得到處理后的廢水；(b)向處理后的廢水中加入堿試劑進(jìn)行沉淀，固液分離得到鐵泥；(c)將鐵泥與活化劑混合溶解，所得混合物與雙氧水一同加入到待處理廢水中進(jìn)行芬頓氧化；(d)重復(fù)步驟(b)和步驟(c)。

進(jìn)一步的，步驟(a)所述鐵催化劑選自硫酸鐵或其水合物、硫酸亞鐵或其水合物中的至少一種。