申請(qǐng)日2013.09.18

　　公開(kāi)(公告)日2014.01.08

　　IPC分類號(hào)C02F1/72

　　摘要

　　本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用零價(jià)金屬催化劑強(qiáng)化催化微米氣泡爆破產(chǎn)生羥基自由基去除印染廢水中特征污染物的方法。一種利用微米氣泡去除印染廢水中特征污染物的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)選用能產(chǎn)生10um——200um直徑氣泡的微米氣泡發(fā)生裝置;(2)將污染物放入所述微米氣泡發(fā)生裝置的水箱中，調(diào)節(jié)pH范圍為酸性。(3)水箱中加入直徑300-500nm的零價(jià)納米金屬催化劑。該工藝在催化條件下能夠產(chǎn)生大量羥基自由基，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的降解。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種利用微米氣泡去除印染廢水中特征污染物的方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　(1)選用能產(chǎn)生10um——200um直徑氣泡的微米氣泡發(fā)生裝置;

　　(2)將污染物放入所述微米氣泡發(fā)生裝置的水箱中，調(diào)節(jié)pH范圍為酸性;

　　(3)待所述微米氣泡發(fā)生裝置生成的微米氣泡較穩(wěn)定后，水箱中加入直徑300-500nm的零價(jià)納米金屬催化劑。

　　說(shuō)明書(shū)

　　利用微米氣泡去除印染廢水中特征污染物的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用零價(jià)金屬催化劑強(qiáng)化催化微米氣泡爆破產(chǎn)生羥基自由基去除印染廢水中特征污染物的方法。

　　背景技術(shù)

　　微米氣泡(MO，microbubble)作為一種新型的水處理工藝，已開(kāi)始被應(yīng)用于水處理領(lǐng)域去除水中污染物[1]。微米氣泡一般是指直徑小于50μm的氣泡，其與普通大氣泡在外部形態(tài)上最大的差別在于微米氣泡具有自我收縮并最終在水下消失的趨勢(shì)，而普通氣泡在水中會(huì)迅速上升至水面處破裂[2]。在微米氣泡自我收縮的過(guò)程中，內(nèi)部壓力隨直徑的減小而升高[3]，在收縮消失的最終階段將產(chǎn)生局部高溫高壓點(diǎn)，從而促使羥基自由基的產(chǎn)生(·OH)[2]。然而，這種空氣微米氣泡自然破滅的方法生成的羥基自由基量較少，不能滿足環(huán)境領(lǐng)域中降解有機(jī)污染物的應(yīng)用需求。利用催化劑催化微米氣泡的方法可以有效促進(jìn)空氣微米氣泡爆破產(chǎn)生·OH的量[4, 5]，從而提高該種技術(shù)對(duì)特定污染物的降解效果。

　　然而現(xiàn)有的微米氣泡催化技術(shù)使用的催化劑效能仍然較低，催化產(chǎn)生的羥基自由基量仍然有待提高。納米零價(jià)金屬具有區(qū)別于一般零價(jià)金屬的優(yōu)點(diǎn)，并在一些環(huán)境領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了一定程度的應(yīng)用，然而利用納米金屬催化微米氣泡爆破的方法之前并未有過(guò)研究。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1] Agarwal A., Ng W. J., Liu Y. Principle and applications of microbubble and nanobubble technology for water treatment. Chemosphere, 2011, 84 (9): 1175-80.

　　[2] Takahashi M., Chiba K., Li P. Free-radical generation from collapsing microbubbles in the absence of a dynamic stimulus. Journal of Physical Chemistry B, 2007, 111 (6): 1343-1347.

　　[3] Takahashi M., Kawamura T., Yamamoto Y., et al. Effect of shrinking microbubble on gas hydrate formation. Journal of Physical Chemistry B, 2003, 107 (10): 2171-2173.

　　[4] Li P., Takahashi M., Chiba K. Enhanced free-radical generation by shrinking microbubbles using a copper catalyst. Chemosphere, 2009, 77 (8): 1157-1160.

　　[5] Li P., Takahashi M., Chiba K. Degradation of phenol by the collapse of microbubbles. Chemosphere, 2009, 75 (10): 1371-1375.

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種水處理用的新型高級(jí)氧化工藝，該工藝在此種催化條件下能夠產(chǎn)生大量羥基自由基，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的降解。

　　為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明給出的工藝技術(shù)方案是：

　　一種利用微米氣泡去除印染廢水中特征污染物的方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　(1)選用能產(chǎn)生10um——200um直徑氣泡的微米氣泡發(fā)生裝置;

　　所述微米氣泡發(fā)生裝置是由水箱、氣液混合水泵、微米氣泡噴頭部件組成，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理在本領(lǐng)域?qū)儆谝延屑夹g(shù)，不是本發(fā)明技術(shù)方案對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)之處。

　　(2)將污染物放入所述微米氣泡發(fā)生裝置的水箱中，調(diào)節(jié)pH范圍為酸性。

　　(3)待所述微米氣泡發(fā)生裝置生成的微米氣泡較穩(wěn)定后，水箱中加入直徑300-500nm的零價(jià)納米金屬催化劑。微米氣泡的尺寸小，上浮速度慢，在水泵的作用下，微米氣泡隨水流流動(dòng)。在此過(guò)程中，遇到周圍壓力驟增，體積將急劇縮小甚至爆破潰滅。微米氣泡爆破時(shí)，氣液界面突然消失，周圍環(huán)境劇烈變化產(chǎn)生的化學(xué)能促使羥基自由基的生成，零價(jià)納米金屬可以降低反應(yīng)的活化能，提高羥基自由基的生成效率。

　　進(jìn)一步說(shuō)明，步驟(3)所述的零價(jià)納米金屬催化劑，為納米金屬或納米雙金屬。有效的催化劑種類有零價(jià)納米鐵，零價(jià)納米銅，零價(jià)鋅，零價(jià)納米鐵/銅，零價(jià)納米鐵/鋅，零價(jià)納米鐵/鈀，零價(jià)納米鐵/釕、零價(jià)納米銅/鈀，零價(jià)納米銅/釕。

　　本發(fā)明首次公開(kāi)利用納米零價(jià)金屬作為催化劑有效強(qiáng)化微米氣泡爆破產(chǎn)生羥基自由基的數(shù)量，大大縮短對(duì)污染物降解反應(yīng)時(shí)間并且降低反應(yīng)條件，提高反應(yīng)效率。