[发明专利]一种快速降解水中PVA的方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织印染废水处理技术领域，特别是涉及一种用非均相Co₃O₄/GO/PMS体系快速降解PVA废水的处理方法。

背景技术

聚乙烯醇(PVA)作为一种水溶性高分子聚合物，具有许多独特性质并广泛应用于纺织、印染、化纤等行业上。由于PVA可生化性较差(BOD₅/COD值仅为0.064)，退浆废水中大量难降解PVA的存在会造成严重的水体污染(谢冰，徐亚同.含PVA退浆废水的处理实践.环境工程，2002，20(5)：7-9)。近年来，高级氧化技术在处理难降解有毒有害废水领域已经引起人们极大的关注，成为国际上水处理领域的热点课题。其中Fenton法是使用较多的一种高级氧化工艺，具有设备简单、操作方便、试剂价格低廉、无二次污染等优点(Leyrini O，Olive ros E，Braun A M.Photochemical processes for water t reatment[J].Chem Rev，1993，93：671-698)，倍受人们的青睐。但采用Fenton体系仍然存在着难以解决的问题，如均相体系会产生大量的铁泥，反应只有在pH值接近3时才有较好的活性(Neyens，E.，Baeyens，J.A review of classic Fenton′s peroxidation as an advanced oxidation technique.Journal of Hazardous Materials，2003，98(1-3)：33-50)等。

PMS又名单过硫酸氢钾复合盐，可以在过渡金属、加热或紫外的情况下产生SO4^-·(Beitz T.，Bechmann W.，Mitzner R.Investigations of reactions of selected azaarenes with redicals in Water.1.Hydroxyl and sulfate radicals.J.Phys.Chem.A.，1998，102(34)：6760-6765)并广泛应用于环境处理当中。本发明以PMS为氧化剂，以Co₃O₄/GO为催化剂，对PVA废水进行催化氧化，解决了Fenton体系存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速降解PVA废水的处理方法，去除速率和去除率超过传统高级氧化法处理技术，且催化剂制备方法简单，用量小，可回收利用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种快速降解水中PVA的方法，其特征在于，具体步骤包括：向含有PVA的水中加入单过硫酸氢钾(PMS)，调节pH值，加入催化剂进行降解。

所述催化剂为负载型系列催化剂(如Co/GO、Mn/Co等及其Co、Mn等几种混合催化剂)，优选地，所述的催化剂为负载四氧化三钴的氧化石墨(Co₃O₄/GO)。

本发明采用非均相Co₃O₄/GO/PMS催化氧化降解体系：以氧化石墨为载体、负载四氧化三钴的氧化石墨为催化剂、PMS的氧化剂为体系对PVA废水进行催化氧化降解。

作为优选，所述的单过硫酸氢钾的加入量为3-15m·mol/L；更优选为5-10m·mol/L；最优选为5m·mol/L。

随着PMS浓度的增加可以产生更多的SO₄^-·来降解PVA废水，因此PMS浓度越高，PVA废水的降解越快，但当PMS浓度增大到某个量后，再增大PMS浓度，在增加处理成本的同时，PVA废水的降解速率并不明显，兼顾到成本和处理效率，最优选为5m·mol/L。

作为优选，所述负载型催化剂Co₃O₄/GO的加入量为0.005-0.04g/L；更优选为0.02-0.04g/L；最优选为0.03g/L。

随着催化剂量的增大使得反应体系中有更多的催化活性位催化PMS进而产生更多的硫酸根自由基来降解PVA废水，因此催化剂加入量越多，PVA废水的降解速率越快。但当催化剂加入量增加到某个量后，再增加催化剂的投加量，PVA废水的降解速率增加并不明显，兼顾到成本和处理效率，最优选为0.03g/L。

作为优选，所述的pH值为5-9；更优选为6-8；最优选为7。

作为优选，所述降解的温度为15-45℃；更优选为25-45℃；最优选为25℃。