公布日：2022.10.11
申請日：2022.08.05
分類號：C02F1/72(2006.01)I;C02F1/78(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/32(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種催化氧化處理有機廢水的方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以表面羥基化處理的鐵基材料作為催化氧化反應(yīng)的催化劑，可快速、高效催化臭氧形成強氧化性的•OH，使廢水中的有機物能夠快速被氧化降解；其次，助氧化劑的引入，增加了臭氧•OH產(chǎn)生率，提高有機廢水中有機污染物被氧化的速度；鐵基催化劑在被氧化過程中形成的Fe2+，進(jìn)一步催化助氧化劑產(chǎn)生大量的•OH；Fe2+又可被O3以及助氧化劑氧化，形成羥基氧化鐵，成為催化O3產(chǎn)生•OH的高效催化劑。本發(fā)明反在對含有有機污染物的廢水處理中，能夠起到提高反應(yīng)效率，縮短反應(yīng)時間，降低系統(tǒng)能耗的目的，且能夠有效去除有機廢水中的有機污染物。
權(quán)利要求書
1.一種催化氧化處理有機廢水的方法，包括以下步驟：將有機廢水與助氧化劑混合，得到預(yù)處理有機廢水；將所述預(yù)處理有機廢水與臭氧通入設(shè)有鐵基催化劑床層的臭氧反應(yīng)器中混合，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)；所述鐵基催化劑床層內(nèi)的鐵基催化劑為表面羥基化處理的鐵基材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵基催化劑的制備方法，包括以下步驟：將鐵基材料與H2O2溶液混合，進(jìn)行臭氧曝氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述H2O2溶液的體積濃度為0.05-1％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述鐵基材料為無規(guī)則壓縮碳鋼片，所述無規(guī)則壓縮碳鋼片的體積密度為200-500kg/m3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵基催化劑床層的層數(shù)為1-4層，所述鐵基催化劑床層的體積為臭氧反應(yīng)器體積的30-50％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述助氧化劑為過氧化氫和/或過硫酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述助氧化劑與有機廢水中COD的質(zhì)量比為0.5-3:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述臭氧的質(zhì)量與預(yù)處理有機廢水的體積比為0.2-0.3kg:1m3。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述預(yù)處理有機廢水通入臭氧反應(yīng)器的速率為5-20m/h，在臭氧反應(yīng)器中的停留時間為10-120min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述預(yù)處理有機廢水在臭氧反應(yīng)器的流向為自下而上，所述臭氧在臭氧反應(yīng)器的流向為自下而上。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種催化氧化處理有機廢水的方法，本發(fā)明提供的方法能夠提高催化氧化反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種催化氧化處理有機廢水的方法，包括以下步驟：
將有機廢水與助氧化劑混合，得到預(yù)處理有機廢水；
將所述預(yù)處理有機廢水與臭氧通入設(shè)有鐵基催化劑床層的臭氧反應(yīng)器中混合，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)；
所述鐵基催化劑床層內(nèi)的鐵基催化劑為表面羥基化處理的鐵基材料。
優(yōu)選的，所述鐵基催化劑的制備方法，包括以下步驟：
將鐵基材料與H2O2溶液混合，進(jìn)行臭氧曝氣。
優(yōu)選的，所述H2O2溶液的體積濃度為0.05-1％。
優(yōu)選的，所述鐵基材料為無規(guī)則壓縮碳鋼片，所述無規(guī)則壓縮碳鋼片的體積密度為200-500kg/m3。
優(yōu)選的，所述鐵基催化劑床層的層數(shù)為1-4層，所述鐵基催化劑床層的體積為臭氧反應(yīng)器體積的30-50％。
優(yōu)選的，所述助氧化劑為過氧化氫和/或過硫酸鈉。
優(yōu)選的，所述助氧化劑與有機廢水中COD的質(zhì)量比為0.5-3:1。
優(yōu)選的，所述臭氧的質(zhì)量與預(yù)處理有機廢水的體積比為0.2-0.3kg:1m3。
優(yōu)選的，所述預(yù)處理有機廢水通入臭氧反應(yīng)器的速率為5-20m/h，在臭氧反應(yīng)器中的停留時間為10-120min。
優(yōu)選的，所述預(yù)處理有機廢水在臭氧反應(yīng)器的流向為自下而上，所述臭氧在臭氧反應(yīng)器的流向為自下而上。
本發(fā)明提供了一種催化氧化處理有機廢水的方法，包括以下步驟：將有機廢水與助氧化劑混合，得到預(yù)處理有機廢水；將所述預(yù)處理有機廢水與臭氧通入設(shè)有鐵基催化劑床層的臭氧反應(yīng)器中混合，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)；所述鐵基催化劑床層內(nèi)的鐵基催化劑為表面羥基化處理的鐵基材料。本發(fā)明以表面羥基化處理的鐵基材料作為催化氧化反應(yīng)的催化劑，經(jīng)羥基氧化處理的催化劑可快速、高效催化臭氧形成具有強氧化性的•OH，進(jìn)而使廢水中的有機物能夠快速被氧化降解；其次，助氧化劑的引入，增加了•OH產(chǎn)生率，提高有機廢水中有機污染物被氧化的速度；鐵基催化劑在被氧化過程中形成的Fe2+，也是助氧化劑良好的催化劑，進(jìn)一步催化助氧化劑產(chǎn)生大量的•OH；Fe2+又可被O3以及助氧化劑氧化，形成羥基氧化鐵，成為催化O3產(chǎn)生•OH的高效催化劑。本發(fā)明反應(yīng)體系形成的能夠促進(jìn)•OH形成的復(fù)雜鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在對含有有機污染物的廢水處理中，能夠起到提高反應(yīng)效率，縮短反應(yīng)時間，降低系統(tǒng)能耗的目的，且能夠有效去除有機廢水中的有機污染物。實施例結(jié)果表明，本發(fā)明方法能夠?qū)⒋呋趸幚淼臅r間控制在30min內(nèi)，且能夠?qū)⒂袡C廢水中的CODcr降至25.1以下。
（發(fā)明人：李航;孫幫周;王淋藝;李靈知;黃光苠;張燕;覃理嘉;劉功旺;李國;覃茜;楊磊;覃顯淳;譚彬彬;陳興江）
