申请日2015.01.08
公开(公告)日2016.08.03
IPC分类号C02F1/30; C02F1/32; C02F1/36; C02F1/72; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种有机污染废水的处理方法，其特征在于，该方法包括：在微波辐射和超声波的作用下，将有机污染废水在光催化剂的存在下经紫外光照射进行处理，其中，所述微波辐射的微波频率为900-2500MHz;所述超声波的频率为20-60kHz;所述紫外光的波长为250-370nm。在本发明的有机污染废水的处理方法中，通过微波辐射、超声波和光催化的联用，其协同作用显著，能够更好地对有机污染废水的有机污染物进行光催化氧化处理，使得有机污染废水的COD和BOD5降至较低值，且处理时间短。
权利要求书
1.一种有机污染废水的处理方法，其特征在于，该方法包括：在微波辐射和超声波的作用下，将有机污染废水在光催化剂的存在下经紫外光照射进行处理，其中，所述微波辐射的微波频率为900-2500MHz;所述超声波的频率为20-60kHz;所述紫外光的波长为250-370nm。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述紫外光的波长为254-365nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微波辐射的微波频率为915-2450MHz。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超声波的频率为20-40KHz。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光催化剂为TiO2纳米颗粒、ZnO纳米颗粒、SnO2纳米颗粒、ZrO2纳米颗粒和CdS纳米颗粒中的一种或多种，优选为TiO2纳米颗粒、ZnO纳米颗粒和CdS纳米颗粒中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，以所述有机污染废水的总量为基准，所述光催化剂的用量为1-6重量%，优选为2-5重量%。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述处理的条件包括：pH为3-10，温度为15-50℃，时间为5-15min。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述处理的条件包括：pH为3-9，温度为20-40℃，时间为5-10min。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述有机污染废水的COD为50-300mg/L，BOD5为5-30mg/L。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述有机污染废水的含盐量为2000mg/L以上。
说明书
一种有机污染废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种有机污染废水的处理方法。
背景技术
随着城市和现代工业的迅猛发展，人工合成的有机物种类日益增多和用量日益增大，这也带来了严重的环境污染问题。通常采用传统的生物降解法对有机污染废水中的有机污染物进行降解处理，然而对于毒性很大的有机污染物降解来说，传统的生物降解法性能差，并且需要在适宜的环境温度下进行，导致难以将有机污染物较彻底地转化为CO2和水，而且其处理时间相对较长;特别是对于盐含量高的含盐废水来说，并不适于微生物的生存从而难以采用生物降解法对含盐废水的有机污染物进行处理。此外，虽然化学法能较完全地处理有机污染物，但是需要投加大量的化学活性物质，如H2O2、ClO2等，处理成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的有机污染废水，特别是含盐废水的处理方法存在的有机污染物难以除去且耗时长等缺陷，是提供一种能够高效地除去有机污染废水中的有机污染物且处理时间较短的有机污染废水的处理方法。
本发明的发明人经过深入研究发现，与传统的加热方法相比，采用微波加热技术处理废水中有机污染物具有快速、高效、不污染环境等优点。目前，微波技术应用于有机污染废水处理的方式主要有三种：第一种是先将有机污染废水中的污染物吸附到吸波材料上，然后将吸波材料取出并置于微波场中辐射，使吸附的污染物降解;第二种是直接用微波辐射含有吸波材料的有机污染废水来进行降解;第三种是与其他技术的结合使用，包括与NaClO、Fenton等的联合。上述方法对于有机污染废水的处理特别是含盐废水的处理都存在有机污染物难以除去且耗时长等缺陷。
此外，超声波可以使得废水中产生超声空化效应，即使得废水局部高温高压、自由基、冲击波和射流，从而能够有效地对废水中的有机污染物进行处理。超声波降解水中有机污染物的技术操作条件温和，降解速度快，适用范围广。
并且，光催化氧化法是一种高级氧化法，其原理是在紫外光的照射下，所采用光催化剂(如二氧化钛)的内部电子迁移，产生空穴和电子，由于电子具有还原性，而空穴具有极强的获取电子的能力，能将水中的OH-和H2O分子氧化成具有极强氧化性的羟基自由基(·OH)，促进氧化还原反应的发生，从而有助于有机污染废水中的有机污染物的降解。
然而，本发明发明人首次发现，将微波技术、超声波技术和光催化氧化技术相结合以用于处理有机污染废水，特别是用于对含盐废水的处理。其中，微波辐射和超声波的联用可以有效地改善加热和能量转移，提高能量使用效率;紫外光协同微波辐射可以在光催化剂表面形成诱导催化氧化作用，从而更好地把催化剂表面的有机污染物除去，较高地保持光催化剂的活性;并且，超声波的加入可有效防止光催化剂表面产生有机污染物的聚合物膜，而且可以减小附着到其表面的有机污染物的颗粒尺寸，强化反应传质过程;另外，将超声波与紫外光结合有助于光催化产生更大浓度的·OH自由基，提高水中有机污染物的降解效率。本发明也是基于此完成的。
为了实现上述目的，本发明提供一种有机污染废水的处理方法，该方法包括：在微波辐射和超声波的作用下，将有机污染废水在光催化剂的存在下经紫外光照射进行处理，其中，所述微波辐射的微波频率为900-2500MHz;所述超声波的频率为20-60kHz;所述紫外光的波长为250-370nm。
在本发明的有机污染废水的处理方法中，通过微波辐射、超声波和光催化的联用，其协同作用显著，能够更好地对有机污染废水的有机污染物进行光催化氧化处理，使得有机污染废水的COD和BOD5降至较低值，特别是针对含盐废水的处理，可以完全不受其含盐量较高的影响，并且还具有占地面积小、处理时间短、有机物降解彻底、能耗低、无二次污染等优点，具有广阔的应用前景。