專利名稱：一種酸化膨潤(rùn)土促進(jìn)芬頓反應(yīng)處理有機(jī)廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)，尤其一種涉及酸化膨潤(rùn)土促進(jìn)芬頓反應(yīng)處理有機(jī)廢水的方法。
背景技術(shù)：
芬頓(Fenton)試劑一般是指Fe2 +和H2O2構(gòu)成的氧化體系，由法國(guó)科學(xué)家H. J.
H.Fenton于1894年發(fā)明，是一種不需要高溫高壓，而且設(shè)備簡(jiǎn)單的化學(xué)氧化水處理技術(shù)。早期芬頓試劑主要應(yīng)用于有機(jī)分析化學(xué)和有機(jī)合成反應(yīng)，1964年，Eisenhouser首次將芬 頓反應(yīng)作為廢水處理的技術(shù)運(yùn)用，并在苯酚及烷基苯廢水處理實(shí)驗(yàn)中獲得成功。傳統(tǒng)的芬頓反應(yīng)會(huì)造成鐵離子流失，為解決這個(gè)問(wèn)題，逐步發(fā)展起非均相芬頓反應(yīng)，該反應(yīng)體系通常是將催化性能最強(qiáng)的鐵離子負(fù)載到不同的載體上，在保持其催化活性同時(shí)獲得固-液分離能力、避免二次污染。但該負(fù)載過(guò)程復(fù)雜，需要將鐵通過(guò)一系列的步驟，比如先合成聚會(huì)鐵，再將鐵負(fù)載到某材料表面，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、烘干和研磨之后，才可以利用。非均相芬頓反應(yīng)體系具有反應(yīng)效率高、有效PH范圍寬廣以及催化劑可再生利用等優(yōu)勢(shì)，是一項(xiàng)極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦透呒?jí)氧化工藝。目前，多相芬頓催化劑的載體主要有活性炭、沸石分子篩、粘土等三類。芬頓催化劑在降解污染物中存在的缺陷如溶液pH的限制、鐵污泥的處理以及催化劑的分離，特別的是PH的限制，芬頓反應(yīng)必須在酸性條件下才可以進(jìn)行，在一般中性條件下很難進(jìn)行。該限制嚴(yán)重阻礙了芬頓反應(yīng)在實(shí)際廢水中的應(yīng)用，因?yàn)樵诖罅康拇幚韽U水中調(diào)劑PH需要很大量的酸，并且在處理之后還要投加大量的堿以保持處理后的廢水中性排放。膨潤(rùn)土是一種以蒙脫石為主要礦物組成的粘土巖，是應(yīng)用最為廣泛的非金屬礦產(chǎn)之一。蒙脫石的結(jié)構(gòu)特征為一種含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，由兩個(gè)硅氧四面體中間夾一個(gè)鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成，屬于2:1型的三層粘土礦物。晶層間的距離為O. 96 2. 14nm,這些納米片層層疊在一起，形成幾百納米到幾微米的粘土顆粒，在膨潤(rùn)土層間有可以交換的陽(yáng)離子。膨潤(rùn)土是一種常見(jiàn)的鐵載體，利用其陽(yáng)離子交換性，將聚合鐵陽(yáng)離子交換到膨潤(rùn)土層間，該過(guò)程復(fù)雜，所消耗的水電能耗高，目前尚未用于大規(guī)模的廢水處理中?；钚园淄潦怯谜惩?主要是膨潤(rùn)土)為原料，經(jīng)無(wú)機(jī)酸化處理，再經(jīng)水漂洗、干燥制成的吸附劑，外觀為乳白色粉末，無(wú)臭，無(wú)味，無(wú)毒，吸附性能很強(qiáng)，主要用作吸附劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種酸化膨潤(rùn)土促進(jìn)芬頓反應(yīng)處理有機(jī)廢水的方法，用該方法可以解決現(xiàn)有芬頓反應(yīng)中鐵離子流失，對(duì)廢水pH要求較高的問(wèn)題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在未調(diào)節(jié)pH至酸性的傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)體系中加入被粉碎為5(Tl00目的酸化膨潤(rùn)土，酸化膨潤(rùn)土的重量為芬頓反應(yīng)中鐵離子物質(zhì)的量的4 10倍，攪拌反應(yīng)2 3h即可，該過(guò)程是利用酸化膨潤(rùn)土的酸性及其陽(yáng)離子交換作用，將芬頓反應(yīng)吸附到酸化膨潤(rùn)土表面進(jìn)行，并促進(jìn)反應(yīng)。本發(fā)明的有益效果是
(I)將酸化膨潤(rùn)土加入的芬頓反應(yīng)中，一來(lái)可以避免均相芬頓反應(yīng)鐵離子流失和鐵離子污染的問(wèn)題，膨潤(rùn)土?xí)㈣F離子吸附到膨潤(rùn)土層間，易于分離；二來(lái)可以解決芬頓反應(yīng)中PH必須在酸性條件下反應(yīng)的問(wèn)題，省去酸調(diào)節(jié)pH至酸性條件和反應(yīng)后再調(diào)節(jié)pH至中性這些繁瑣的步驟，省時(shí)、操作簡(jiǎn)單還可以減少操作費(fèi)用。(2)該過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗低，反應(yīng)結(jié)束后膨潤(rùn)土可以重復(fù)使用。下面通過(guò)3個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本 發(fā)明
實(shí)施例1
在金橙II廢水中加入H2O2和FeCl2, H2O2濃度為4 mg/L, Fe2+濃度為H2O2濃度的十分之一(摩爾比)，體系pH保持在6. 5，向其中加入粉碎為100目的酸化膨潤(rùn)土，膨潤(rùn)土原土的重量(kg)為該廢水中所含鐵離子物質(zhì)的量(moI) 10倍，比如，所含鐵離子為Imol，則加入膨潤(rùn)土原土為IOkg,攪拌反應(yīng)3h,測(cè)定廢水中的有機(jī)物和殘余鐵離子的濃度,有機(jī)廢水的COD去除率為96. 2%，廢水中殘留的鐵離子濃度為3. 5mg/L，符合鐵排放要求。對(duì)于同樣的廢水，加入同樣多量的H2O2和FeCl2,保持pH在6. 5，不加入酸化膨潤(rùn)土，在同樣的反應(yīng)時(shí)間里，有機(jī)物的COD去除率為13. 2%，鐵離子保持同樣的濃度。實(shí)施例2
在亞甲基藍(lán)廢水中加入H2O2和FeCl2, H2O2濃度為4 mg/L, Fe2+濃度為H2O2濃度的十分之一(摩爾比)，體系pH保持在6. 9，向其中加入粉碎為50目的酸化膨潤(rùn)土，膨潤(rùn)土原土的重量(kg)為該廢水中所含鐵離子物質(zhì)的量(mol) 4倍，比如，所含鐵離子為lmol，則加入膨潤(rùn)土原土為10kg，攪拌反應(yīng)2h，測(cè)定廢水中的有機(jī)物和殘余鐵離子的濃度，有機(jī)廢水的COD去除率為95. 9%，廢水中殘留的鐵離子濃度為2. 8mg/L，符合鐵排放要求。對(duì)于同樣的廢水，加入同樣多量的H2O2和FeCl2,保持pH在6. 9，不加入酸化膨潤(rùn)土，在同樣的反應(yīng)時(shí)間里，有機(jī)物的COD去除率為10. 7%，鐵離子保持同樣的濃度。實(shí)施例3
在金橙II廢水中加入H2O2和FeCl2, H2O2濃度為4 mg/L, Fe2+濃度為H2O2濃度的十分之一(摩爾比)，體系pH保持在6. 8，向其中加入粉碎為80目的酸化膨潤(rùn)土，膨潤(rùn)土原土的重量(kg)為該廢水中所含鐵離子物質(zhì)的量(mol) 8倍，比如，所含鐵離子為lmol，則加入膨潤(rùn)土原土為IOkg,攪拌反應(yīng)3h,測(cè)定廢水中的有機(jī)物和殘余鐵離子的濃度,有機(jī)廢水的COD去除率為96. 2%，廢水中殘留的鐵離子濃度為4. O mg/L，符合鐵排放要求。對(duì)于同樣的廢水，加入同樣多量的H2O2和FeCl2,保持pH在6. 8，不加入酸化膨潤(rùn)土，在同樣的反應(yīng)時(shí)間里，有機(jī)物的COD去除率為11.7%，鐵離子保持同樣的濃度。固液分離得到的膨潤(rùn)土繼續(xù)處理相同的有機(jī)廢水處理，加入同樣多的H2O2，不加入鐵離子，經(jīng)過(guò)2h攪拌之后，COD去除率為92. 7%。
權(quán)利要求
1. 一種酸化膨潤(rùn)土促進(jìn)芬頓反應(yīng)處理有機(jī)廢水的方法，其特征是在未調(diào)節(jié)pH至酸性的傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)體系中加入被粉碎為5(Tl00目的酸化膨潤(rùn)土，酸化膨潤(rùn)土的重量是芬頓反應(yīng)中鐵離子物質(zhì)的量的Γιο倍，攪拌反應(yīng)2 3h即可。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種酸化膨潤(rùn)土促進(jìn)芬頓反應(yīng)處理有機(jī)廢水的方法，在未調(diào)節(jié)pH至酸性的傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)體系中加入被粉碎為50~100目的酸化膨潤(rùn)土，酸化膨潤(rùn)土的重量為芬頓反應(yīng)中鐵離子物質(zhì)的量的4~10倍，攪拌反應(yīng)2~3h即可；利用酸化膨潤(rùn)土的酸性及其陽(yáng)離子交換作用，將芬頓反應(yīng)吸附到酸化膨潤(rùn)土表面進(jìn)行，并促進(jìn)反應(yīng)；可以避免均相芬頓反應(yīng)鐵離子流失和鐵離子污染的問(wèn)題，膨潤(rùn)土?xí)㈣F離子吸附到膨潤(rùn)土層間，易于分離；可以解決芬頓反應(yīng)中pH必須在酸性條件下反應(yīng)的問(wèn)題，省去酸調(diào)節(jié)pH至酸性條件和反應(yīng)后再調(diào)節(jié)pH至中性繁瑣的步驟。
文檔編號(hào)C02F1/28GK103011375SQ20121053241
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者馬建鋒, 楊彥, 姚超, 李定龍 申請(qǐng)人:常州大學(xué)