[发明专利]一种利用无机阴离子强化含铜催化剂类芬顿体系处理含盐有机废水的方法

说明书

一种利用无机阴离子强化含铜催化剂类芬顿体系处理有机废水的方法，它涉及污水处理领域，具体表现为利用氯离子、碳酸根离子等无机阴离子影响铜元素，加快类芬顿反应中的Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)循环过程，并有效调控其主要作用的活性物种，其中氯离子、碳酸根离子等无机阴离子可以存在于催化剂晶体结构中，也可以存在于水体中或有机物结构中。利用该方法处理含盐有机废水，可以缩短反应时间、节省药剂用量，解决了芬顿工艺pH范围窄、铁泥产量高、无机阴离子抑制作用显著的问题。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种利用无机阴离子强化含铜催化剂类芬顿体系处理含盐有机废水的方法。

背景技术

印染、造纸、医疗、化工、生活护理品等诸多行业在产品加工过程中会产生大量含有高浓度有机物的工业废水，如不加以妥善处理，势必会对环境带来不可修复的损害。虽然生物处理手段可以降解污水中的大部分有机物质，但是随着工业的发展，难降解有机物种类越来越多，成分也越来越复杂。这些难降解有机物往往结构稳定、难以通过单纯的生物手段降解。芬顿及类芬顿氧化法被认为是去除废水中难降解有机物的有效手段之一，该方法可以在温和条件下产生具有强氧化能力的羟基自由基等活性物种，并以此快速去除有机污染物。我国关于芬顿技术的研究开展较早，其相关工艺也已经较为成熟，但在实际工程中，常规芬顿工艺存在着pH应用范围窄、酸碱消耗量大、铁泥产量高、均相催化剂难以重复利用等问题，很大程度增加了污水处理成本，芬顿工艺这些致命的缺陷大大限制了其在工程上的应用。

诸多工业源废水中不仅有大量有机物，还常含有很高浓度的无机盐，所谓高盐废水即指的是无机盐含量在1％以上的废水。Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-等无机阴离子的存在会抑制芬顿反应过程，且一般认为阴离子浓度越高，抑制作用越明显。以最为常见的Cl^-为例，其对于均相芬顿的抑制作用主要分为两个方面：(1)氯离子对芬顿过程中的主要活性物种羟基自由基(·OH)的淬灭作用，在酸性条件下，Cl^-会和·OH发生一系列链式反应，生成活性差很多的ClOH·^-、Cl·和Cl₂·^-等含氯自由基，这些含氯自由基虽有一定氧化能力，但并不足以使有机物完全矿化。(2)氯离子对金属离子的络合作用，Cl^-会与Fe³⁺或Fe²⁺络合，使催化剂中毒，阻碍铁离子与H₂O₂生成·OH。虽然无机阴离子对芬顿反应具有强烈的抑制作用，但由于芬顿工艺应用成熟、效果稳定、氧化剂绿色环保等优点，工程中处理高盐高COD有机废水时仍大量使用该工艺。为保证芬顿反应的活性，工程中需要大量增加Fe²⁺和双氧水的投加量，这造成了大量资源的浪费。因此，迫切需要寻找一种能够在含盐环境中仍具有高氧化活性的芬顿反应体系。

发明内容

本发明目的是为了解决现有芬顿工艺pH范围窄、酸碱消耗量大、铁泥产量高、无机阴离子抑制作用严重的问题，而提供一种利用无机阴离子强化含铜催化剂类芬顿体系处理含盐有机废水的方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案得以实现：

一种利用无机阴离子强化含铜催化剂类芬顿体系处理含盐有机废水的方法，利用含铜催化剂催化过氧化氢处理含有氯离子或碳酸根离子的废水。

进一步地，所述的含铜固体催化剂为不溶于水的含铜化合物、含铜含铁化合物中的一种或两种的混合物。

进一步地，所述的含铜固体催化剂为不溶于水的含铜化合物、含铜含铁化合物中的一种或两种的混合物。

进一步地，利用含铜催化剂催化过氧化氢处理含有氯离子或碳酸根离子的废水中的有机物。

进一步地，所述的过氧化氢加入量与废水COD的质量浓度比为0.2:1～20:1。