申请日2017.05.18
公开(公告)日2017.11.07
IPC分类号C02F9/08; C02F101/10; C02F101/34
摘要
本发明公开了一种光催化‑微电解降解过氧化物废水的方法，涉及废水处理技术领域，包括如下步骤：①调质：调节废水的pH值调节至2.5~4.5;②光催化：将废水进行预热，加入催化剂，然后将其通入光催化反应器中进行反应;③微电解：将废水通入微电解反应装置内进行反应;④过滤：将废水的pH值调节至8.0~9.0，加入絮凝剂形成絮体，然后通过过滤装置进行过滤得到滤液即可;该方法处理效率高、实现了废水中废物的资源化利用、且能够与生化水处理系统无缝衔接，符合绿色环保的理念。
权利要求书
1.一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
①调质：将含有过氧化物的废水的pH值调节至2~5，若废水的pH值恰好在此范围内，则略过此步骤;
②光催化：将调质好的废水进行预热至20~60℃，加入催化剂，然后将其通入光催化反应器中进行反应;
③微电解：光催化反应结束后，将废水通入微电解反应装置内进行反应;
④过滤：微电解反应结束后，将废水的pH值调节至7.0~10.0，若废水的pH值恰好在此范围内，则略过该调节步骤;在废水中加入絮凝剂形成絮体，然后通过过滤装置进行过滤得到滤液。
2.根据权利要求1所述的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于：步骤②中，加入的催化剂为亚铁离子，所述催化剂的投放质量为废水质量的0.05~0.5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于：步骤②中，将调质好的废水进行预热至30~50℃。
4.根据权利要求1或2所述的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于：步骤②中，废水以循环流动的方式通过所述光催化反应器并进行反应。
5.根据权利要求1所述的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于：步骤④中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝中的一种或几种。
6.根据权利要求1或5所述的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于：步骤④中，所述过滤装置为板框压滤机。
7.根据权利要求1所述的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于：步骤②中，总反应时间为60~120分钟，其中光催化反应时间为5~60分钟。
8.根据权利要求7所述的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于：步骤②中，总反应时间为90~120分钟，其中光催化反应时间为10~40分钟。
9.根据权利要求1所述的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于：步骤③中，微电解反应装置内填充有铁碳固载催化剂。
10.根据权利要求1或8所述的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，其特征在于：步骤③中，反应时间为1~4小时。
说明书
一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体地指一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法。
背景技术
光催化氧化分解技术是当今世界公认的最前沿最有效的水处理技术之一，所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应，光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激分子跃迁至激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。光催化氧化技术利用紫外光激发氧化将O3、H2O2等氧化剂与光辐射相结合，以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)为特点，在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下，使难降解的大分子有机物氧化成氧化成CO2、H2O、矿物盐、低毒或无毒的小分子物质，无二次污染。
而微电解反应器是处理高浓度废水的理想设备，利用填充在反应器内的铁碳填料可以极大的提高废水的可生化性，去除色度和重金属;其反应原理为利用了铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池，这些细微电池是以电位低的铁成为阳极，电位高的碳做阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的，反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液，由于铁离子与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物而去除。
现有技术中，有将上述两种工艺相联用以处理高浓度难降解的废水的实例，如授权公告号为CN 204529559 U的中国实用新型专利公开了一种光催化氧化技术联合铁碳微电解处理反渗透浓水系统，采用光催化氧化技术联合铁碳微电解技术技术处理反渗透浓水，处理效率高且较为经济节能;授权公告号为CN 205773808 U的中国实用新型专利公开了一种微电解-紫外光催化氧化污水处理装置，其将微电解单元和紫外光催化氧化单元相联用，处理高COD的垃圾渗滤液，能够实现对废水有机物的高效降解。
在螯合剂及其助剂类产品、蒽醌法生产双氧水、清凉饮料生产、半导体制造厂使用过氧化氢(双氧水)和过氧乙酸清洗及杀菌等领域中所产生的废水本身含有过氧化物，过氧化物是指含有过氧基-O-O-的化合物，亦可看成是过氧化氢的衍生物，分子中含有过氧离子(O22-)是其特征，过氧化物分为无机过氧化物和有机过氧化物，如何将废水中的过氧化物进行资源化利用成为技术人员着重进行研究的方向。
对于在涉及的本身含有过氧化物的废水，目前尚无高效经济的处理工艺被公开;因此，对此类废水中的废物资源化利用优势进行开发亟需深入研究，以尽早实现高效、经济、绿色的水处理工艺在该领域的全面应用。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，用于螯合剂及其助剂类产品、蒽醌法生产双氧水、清凉饮料生产、半导体制造厂使用过氧化氢(双氧水)和过氧乙酸清洗及杀菌等领域的废水处理中，处理效率高、实现了废水中废物的资源化利用、且能够与生化水处理系统无缝衔接，符合绿色环保的理念。
为实现上述目的，本发明设计的一种光催化-微电解降解过氧化物废水的方法，包括如下步骤：
①调质：将含有过氧化物的废水的pH值调节至2~5，若废水的pH值恰好在此范围内，则略过此步骤;
②光催化：将调质好的废水进行预热至20~60℃，加入催化剂，然后将其通入光催化反应器中进行反应;
③微电解：光催化反应结束后，将废水通入微电解反应装置内进行反应;
此处利用微电解的氧化作用提高废水的可生化性;
④过滤：微电解反应结束后，将废水的pH值调节至7.0~10.0，若废水的pH值恰好在此范围内，则略过该调节步骤;在废水中加入絮凝剂形成絮体，然后通过过滤装置进行过滤得到滤液，实现铁泥与液相的分离。
作为上述技术方案的优选，步骤②中，加入的催化剂为亚铁离子，所述催化剂的投放质量为废水质量的0.05~0.5%。
光催化步骤中利用紫外光激发亚铁离子的催化性，加快光催化反应速率。
作为上述技术方案的优选，步骤②中，将调质好的废水进行预热至30~50℃。
作为上述技术方案的优选，步骤②中，废水以循环流动的方式通过所述光催化反应器并进行反应。
光催化反应器内可配置功率为12Kw的紫外灯提供光照，设置在循环流光催化反应器内以提高反应效率。采用光催化反应器时，废水经过光催化反应器时将光源发出的热量带走，同时废水被加热，此时不需要预先加热，不仅有效利用热量而且很好的保护了光催化反应器。
作为上述技术方案的优选，步骤④中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铝铁中的一种或几种。
作为上述技术方案的优选，步骤④中，所述过滤装置为板框压滤机。
作为上述技术方案的优选，步骤②中，总反应时间为60~120分钟，其中光催化反应时间为5~60分钟。
作为上述技术方案的优选，步骤②中，总反应时间为90~120分钟，其中光催化反应时间为10~40分钟。
作为上述技术方案的优选，步骤③中，微电解反应装置内填充有铁碳固载催化剂。
作为上述技术方案的优选，步骤③中，反应时间为1~4小时。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明所述工艺方法合理的利用废水中过氧化物中过氧基-O-O-及其在催化条件下产生的羟基自由基(·OH)的氧化性来降解有机污染物，实现了废物的资源化利用，降低了废水处理成本，简化了工艺步骤;
(2)本发明所述工艺方法加入适量的亚铁离子催化剂大大提高了光催化工艺的反应速率;
(3)本发明所述工艺方法中微电解单元的加入，使得光催化-微电解组合工艺处理后的含过氧化物废水能够和生化系统无缝衔接;
(4)经本发明所述工艺方法处理后的废水其COD含量可降至1000~2000 mg/L，过氧化物浓度降至0g/L，BOD/COD可达0.3以上。