[发明专利]一种芬顿催化剂再生循环使用方法

说明书

本发明涉及一种芬顿催化剂再生循环使用方法，首先利用三价或二价铁催化剂以及双氧水在适宜pH下处理废水，然后加入碱试剂沉淀得到铁泥，接着将铁泥与活化剂混合溶解进行再生，最后将再生后的三价铁催化剂与双氧水一同加入到废水中继续处理。与现有技术不同的是，本发明并没有墨守成规将三价铁还原为二价铁，而是直接将三价铁活化后加入到芬顿反应体系中继续处理废水。在这个过程中铁泥作为催化剂反复再生后重复利用，实现了较好的废水处理效果，不仅彻底解决了芬顿反应产生的污泥量大、难处理等问题，而且降低了后续废水处理成本，具有较好的应用和推广前景。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种芬顿催化剂再生循环使用方法。

背景技术

Fenton氧化法是指利用过氧化氢(H₂O₂)和二价铁离子(Fe²⁺)的混合溶液，将废水中的有机化合物氧化为无机物从而实现达标排放的一种污水处理方法。该方法虽然具有反应速率快、氧化能力强、处理效果好等优点，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等各类废水的处理中均有广泛的应用，但是也存在一些缺点，例如会产生铁泥危废、腐蚀性较强、成本较高等。

目前已有部分研究人员针对芬顿氧化产生的铁泥固废处置问题提出了一些解决方法，但都有不足之处。樊帆等人将芬顿铁泥制成硫酸亚铁、聚合硫酸铁(PFS)及磁性聚合硫酸铁(MPFS)絮凝剂，该方案需要考虑铁泥中的杂质及成本问题，难以大规模推广开来(樊帆,朱红祥,王利军,et al.回收Fenton铁泥制备高效磁性聚合硫酸铁的研究[J].水处理技术,2016(11):48-52)。郭盛等人通过煅烧对铁泥加以利用(新型非均相Fenton催化剂的制备及其催化降解有机污染物性能研究[D].武汉理工大学,2015)；吕伏建等人将Fe³⁺还原为Fe²⁺，实现了Fenton铁泥的循环利用(吕伏建,王路峰,田李嘉,et al.一种膜法循环利用Fenton铁泥的方法)；李靖等人通过化学还原法将芬顿污泥中的Fe³⁺还原为Fe²⁺并回用到芬顿反应中(中国专利CN111099713A)；张树军等人利用铁还原菌将芬顿铁泥中的三价铁还原为二价铁，然后继续用于芬顿反应(中国专利CN110877956A)。分析可知上述方法都存在工艺复杂、成本高、可能新增其他离子污染等问题。

本申请发明人查阅大量文献后发现，Fe³⁺和FeOOH也可以作为芬顿催化剂，只是目前对相关机理的分析和实际应用研究的比较少，反应体系的建立、反应条件的优化等大量工作还未完成。在此基础上发明人探索出了一种在未将Fe³⁺还原为Fe²⁺的前提下，直接将芬顿反应产生的铁泥作为催化剂循环利用的污水处理新工艺，不仅解决了芬顿反应污泥量大的问题，而且降低了后续处理成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芬顿催化剂再生循环使用方法，该方法包括以下步骤：(a)将待处理废水与铁催化剂、双氧水混合进行芬顿氧化，得到处理后的废水；(b)向处理后的废水中加入碱试剂进行沉淀，固液分离得到铁泥；(c)将铁泥与活化剂混合溶解，所得混合物与双氧水一同加入到待处理废水中进行芬顿氧化；(d)重复步骤(b)和步骤(c)。

进一步的，步骤(a)所述铁催化剂选自硫酸铁或其水合物、硫酸亚铁或其水合物中的至少一种。