申请日2015.01.13
公开(公告)日2015.05.06
IPC分类号C02F1/32
摘要
本发明公开了一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的新方法。其主要是采用自制的不同形貌、尺寸的半导体纳米材料作为光催化剂，采用酸析后的毒死蜱废水为模型反应，经过光催化降解性能测试发现：毒死蜱废水的有机磷含量在0.5 h内的降解率可达94.97%。该方法比一般电解法、芬顿法等有机磷降解方法成本更低效果更佳，适宜于大规模的工业化废水处理。
权利要求书
1.一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的方法，其特征在于：将适量不同形貌、尺寸的半导体纳米材料放入反应瓶中，然后加入定量的毒死蜱废水后置于光反应仪内室中，在避光处搅拌，使体系达到吸附-脱附平衡，然后边搅拌边用波长为253 nm的紫外灯进行照射，光照时间0.5 h后再加入适量沉淀剂，利用NaOH调节体系pH至9.5~11.5，再抽滤即可除无机磷。
2.根据权利要求1所述的一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的方法，其特征在于：所采用的半导体光催化剂可以是以下物质中的一种或一种以上的复配物：TiO2、ZnO、In2O3、SnO2、CdS、CdSe、CdTe、Co3O4、MnO2及Fe2O3。
3.根据权利要求1所述的一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的方法，其特征在于所采用的半导体光催化剂比表面积为85~120 m2/g。
4.根据权利要求1所述的一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的方法，其特征在于所采用的半导体光催化剂用量为毒死蜱废水质量的0.005~1.5%。
5.根据权利要求1所述的一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的方法，其特征在于所述的毒死蜱废水为酸析后高浓度有机磷酸酯类废水，磷浓度以P计，总磷值为500mg/L~1000mg/L，pH值为3-6。
6.根据权利要求1所述的一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的方法，其特征在于加入定量的毒死蜱废水后置于光反应仪内室中，在避光处搅拌10~50 min。
7.根据权利要求1或4所述的一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的方法，其特征在于毒死蜱废水处理中，避光搅拌的温度 为15~45℃ 。
8.根据权利要求1所述的一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的方法，其特征在于光照后再采用的沉淀剂为CaCl2、CaO、MgO、FeCl3及FeSO4中的一种或一种以上的复配物;所述沉淀剂量为毒死蜱废水质量的0.005~0.5%。
说明书
一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的新方法
技术领域
本发明涉及磷酸酯类有机磷废水的除磷工艺，属于环境保护领域，具体涉及一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的新方法。
背景技术
毒死蜱是一种高效、低毒、低残留的广谱性杀虫剂，是世界上久盛不衰的大吨位农药品种，能有效地防治百余种害虫，可广泛地应用于水稻、麦类、玉米、棉花、甘蔗、茶叶、果树、花卉和牧畜等多种作物，并被列入无公害农产品推荐使用的杀虫剂品种，是国家推荐的高毒有机磷杀虫剂的替代产品之一。
毒死蜱废水中含有大量的有机磷、三氯吡啶醇钠等难降解有机物，处理难度大，且有机磷进入水体后会引起水体富营养化等严重的生态环境问题。一般的有机磷废水处理方法有电解法、复合催化氧化法、蒸发结晶法、芬顿氧化法等，但都存在处理效率低、有机磷降解不彻底，容易造成二次污染，并且处理后的废水不能达标排放。
专利CN200710113164.5公开了一种毒死蜱废水的处理方法，运用酸析、络合萃取、Fenton氧化和催化氧化等工艺步骤。该方法中需处理的有害成分为重金属铜、硫化物、有机磷和含氮杂环等，工艺步骤复杂，投资成本高。
运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水是利用半导体纳米材料作为光催化剂，将毒死蜱废水中有机磷降解成无机磷，再通过沉淀法去除。该方法处理效率高、成本低、无二次污染，成功解决了毒死蜱废水难降解、色度高的复杂问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种以自制半导体纳米材料处理毒死蜱废水的新颖方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种运用半导体纳米材料处理毒死蜱废水的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将适量半导体纳米材料放入反应瓶中，然后加入定量的毒死蜱废水后置于光反应仪内室中，避光处搅拌。
(2)然后边搅拌边用波长为253 nm的紫外灯进行照射，时间0.5 h。
(3)停光照后，加入适量沉淀剂，利用NaOH调节体系pH至合适值，再抽滤即可。
本方法所采用的半导体光催化剂可以是以下物质中的一种或一种以上的复配物：TiO2、ZnO、In2O3、SnO2、CdS、CdSe、CdTe、Co3O4、MnO2及Fe2O3。
所采用的半导体光催化剂比表面积为85~120 m2/g。
采用的毒死蜱废水为酸析后高浓度有机磷酸酯类废水，磷浓度以P计，总磷值为500mg/L~1000mg/L，pH值为3-6。
再加入定量的毒死蜱废水后置于光反应仪内室中，避光处搅拌10~50 min。搅拌时要提供一定温度，范围在15~45°C较适宜。
光照后采用的沉淀剂为CaCl2、CaO、MgO、FeCl3及FeSO4中的一种或一种以上的复配物;;沉淀剂量为毒死蜱废水质量的0.005~0.5%;所述沉淀过程中pH调节剂为NaOH，pH值为9.5~11.5。
本发明的积极进步效果在于：
本发明采用自制的半导体光催化剂，因具有较高的比表面积及高催化活性，极大地增加接触面积，提高传质速率，使反应在更小的时间空间上同时展开，从而有效的提高了有机磷的降解效率;光催化后只需简单的沉淀法即可高效去除废水中的总磷，该方法环境友好、工艺简单、效率高。
本发明特别对高浓度有机磷废水处理效果极佳，达到废水综合处理、节约成本的目的。工艺清洁、步骤简单、可操作性强，适于大规模的工业化应用。