[发明专利]一种过氧化氢催化氧化聚乙烯醇废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废水的处理领域，特别是涉及一种聚乙烯醇废水的处理工艺。

背景技术

聚乙烯醇是一种水溶性高分子化合物，广泛用于印染、聚乙烯醇纤维(维尼纶)的生 产以及食品、医药、木材加工、农业、高分子化工等领域中。聚乙烯醇废水具有较大的表 面活性，水体易产生泡沫且黏度上升，废水中的聚乙烯醇会促进水体沉积物中重金属的迁 移释放，加剧水质的恶化。因此聚乙烯醇废水是一种难降解工业废水。

目前聚乙烯醇废水的处理方法主要有：生化法、吸附法、湿式催化氧化法、光催化氧 化法、Fenton氧化法、微波辐射法、臭氧氧化等方法。生化法处理设施占地面积大，处理 费用高，经济效益低。吸附法和光催化氧化法对降解低浓度的聚乙烯醇废水效果较好，但 处理组成复杂、当浊度高的废水时效果较差。而湿式催化氧化法的反应条件较苛刻，对反 应设备的要求较高。Fenton氧化法能较好的处理聚乙烯醇废水，但试剂的加药量大，经济 成本高且容易形成铁泥。微波辐射法和臭氧氧化法存在处理费用高、技术难度大或投资高 等问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是针对目前聚乙烯醇废水预处理技术存 在的技术不足，提供一种高效、低成本、工艺技术简单、处理效果好的聚乙烯醇废水处理 工艺。使用该技术，废水中聚乙烯醇的去除率达90％以上，大部分的COD可以被去除。 该预处理技术为后续其他技术的联用提供条件。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种过氧化氢催化氧化聚乙烯醇废水的处理方法，步骤如下，

1)向聚乙烯醇废水中加入酸溶液调节其pH为2.0～6.0以减小H₂O₂的分解；所述酸溶 液为硫酸、盐酸或者硝酸，质量百分浓度为50～60％。

2)向第一步调节pH值后的聚乙烯醇废水中加入过氧化氢溶液和催化剂，在搅拌条件 下降解聚乙烯醇废水，从而实现聚乙烯醇废水的处理；处理过程在常压进行，反应温度为 50～80℃；其中，过氧化氢溶液质量浓度为20～40％，过氧化氢与聚乙烯醇质量比为1.5～30；

所述催化剂由活性炭载体以及载体表面的活性组分构成。其中活性炭颗粒大小为8～50 目，活性组分为过渡金属及其氧化物，活性组分在催化剂中的含量(质量分率)为0.05～8％， 所述过渡金属以铁或者铜为最佳。催化剂按催化剂在废水中浓度为0.5～2.5g/L进行投加。

第2)步搅拌速率为400～1000rpm；反应时间为30～90min。

本发明利用过渡金属及其氧化物在酸性条件下，催化过氧化氢分解产生羟基自由基， 利用羟基自由基的强氧化性降解废水中的有机物，同时耦合活性炭对聚乙烯醇的吸附，实 现聚乙烯醇废水的高效降解。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明通过耦合活性炭的吸附以及催化作用，利用类Fenton反应，提高废水中聚 乙烯醇的去除率。在特定用量范围内，反应经过60min后聚乙烯醇的去除率超过90％，COD 去除率超过60％。

2)与普通的Fenton法降解聚乙烯醇的工艺相比，本发明属于非均相反应，无需向体 系中添加亚铁离子，催化剂的回收可以通过过滤完成，且无铁泥产生。

3)催化剂采用非贵金属作为活性组分，活性炭作为载体，成本较低。

具体实施方式

本发明过氧化氢催化氧化聚乙烯醇废水的处理工艺，属于非均相催化氧化法。在常压， 一定反应温度下向聚乙烯醇废水中，加入酸溶液调节溶液pH后，向反应溶液中加入过氧 化氢溶液和固体催化剂，在搅拌条件下，经一定反应时间，实现聚乙烯醇废水的高效降解。

所述的反应温度为50～80℃；所述酸溶液为硫酸、盐酸或者硝酸，优选硫酸，其质量 百分浓度为50～60％；溶液pH值调节为2.0～6.0；过氧化氢的质量浓度为20～40％，加入过 氧化氢的量为过氧化氢/聚乙烯醇(质量比)为1.5～30。

所述的催化剂以活性炭为载体，铁、铜等过渡金属及其氧化物中的一种或几种作为活 性组分，活性组分在催化剂中的含量(质量分率)为0.05～8％，催化剂的投加量为0.5～2.5g/L (催化剂质量和废水体积之比)。

第2)步搅拌速率为400～1000rpm；反应时间为30～90min。