[发明专利]一种循环ROS废水处理方法

说明书

本发明公开了一种循环ROS废水处理方法。该方法以Fe(III)离子为还原促进剂，M(OH)₃‑SiO₂为助沉剂，以多孔硅‑碳材料为催化剂，催化H₂O₂产生单线态氧(¹O₂)和催化Fe(III)的还原，加速Fe(III)催化H₂O₂产生•OH；催化产生的ROS氧化降解有机污染物后，废水中的催化剂在M(OH)₃‑SiO₂复合助沉剂的协助下快速混凝沉淀并回收，回收的催化剂在酸化活化后可重复利用。本发明通过ROS催化氧化‑沉淀回收‑活化‑ROS催化氧化的循环工艺，实现了污染物的高效降解、催化剂循环利用和污泥零排放，具有很好的推广应用前景。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体地，涉及一种循环ROS废水处理方法。

背景技术

我国现已成为世界上染料、农药、医药和香料等生产大国。众所周知，这些行业的生产废水含有大量有毒有害和生物难降解的有机污染物，传统的水处理技术很难达到令人们满意的处理效果；长期以来，有机污染物的治理一直是国内外环保界公认的难题，是水污染控制研究中最活跃的领域之一。因此，开发一种有毒有害难降解废水的治理新技术具有特殊的意义。

在难降解有机废水的处理技术中，活性氧物质（ROS）催化氧化技术能在温和条件下使大多数有机污染物降解和矿化，受到了环境工作者的广泛关注。ROS催化氧化涉及羟基自由基(•OH)，超氧自由基(•O₂^-)和单线态氧(¹O₂)等多种活性氧物质的催化发生技术。根据催化剂的形态，它们大致可分为均相催化发生和多相催化发生技术。与多相催化发生技术相比，均相催化具有反应速度快、设备简单和操作容易等优点，但反应结束后催化剂需要进行中和沉淀，产生大量的固体废弃物。例如：均相Fenton-like工艺中会产生大量的含铁污泥。这些污泥一般会吸附降解中间产物，一般属于危险废物，处理费用较高，障碍了该技术的广泛应用。

另外，关于ROS催化剂的沉淀分离与酸溶重复循环利用，存在着诸多问题。一般沉淀过程需有机高分子絮凝剂的协助，由于在催化剂的循环使用技术中，这些有机高分子将会和重用的催化剂带入待处理的废水中，增加废水处理的难度，但如果没有有机高分子絮凝剂的协助，这些催化剂沉淀分离是比较困难的。例如：G. M. Cao等报道沉淀铁离子需要约8.3小时的水力停留时间（G.M. Cao, M. Sheng, W.F. Niu, Y.L. Fei, D. Li, J. Hazard. Mater. 172 (2009) 1446–1449）；Bolobajev和C.-W. Li等两个研究小组也报道沉淀分离这些铁离子花了24小时（J. Bolobaev, E. Kattel, M. Viisima, A. Goi, M.Trapido, T. Tenno, N. Dulova, Chem. Eng. J. 255 (2014) 8–13；C.W. Li, Y.M.Chen, Y.C. Chiou, C.K. Liu, J. Hazard. Mater. 144 (2007) 570–576）。可见，在没有助沉剂帮助的情况下循环使用催化剂是不实际的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中有机污染物降解效率低、催化剂难以循环利用以及废水处理中会产生污泥等缺陷和不足，寻找有效的无机助沉剂，提供一种催化剂循环利用、无污泥排放的活性氧物质（ROS）催化氧化有机污染物的废水处理技术。该技术利用¹O₂和•OH催化剂、助沉剂及Fe(III)还原促进剂的协同作用，实现有机污染物的高效降解、催化剂的循环利用和污泥的零排放。

本发明的目的是提供一种循环ROS废水处理方法。