申请日2006.12.01
公开(公告)日2007.11.14
IPC分类号C02F1/32; C02F103/28; B01J21/06; C02F1/72
摘要
本发明提出一种以制浆漂白废水中“三致”组分氯代愈创木酚为底物，采用悬浮体系光电催化协同降解的方法，在外加电压3-5V、紫外光波长为253.7nm、功率为30W，催化剂二氧化钛浓度为250mg/L、曝气、氯代愈创木酚废水浓度是0.0125mmol/L，循环流量为20L/h，pH值为6，室温20±8℃，反应时间100-120分钟，紫外和气质联用仪检测结果表明，氯代愈创木酚可以完全降解，无中间产物生成，降解产物完全矿化。
权利要求书
1.一种彻底降解制浆漂白废水中氯代愈创木酚的方法，其特征是工艺流程和技术参数为：
(1)光催化剂为微米级化学纯二氧化钛，在500℃下焙烧24h;
(2)焙烧后的二氧化钛以悬浮态置于满装氯代愈创木酚废水的光电催化协同反应器中;
(3)采用蠕动泵外循环方式，对氯代愈创木酚废水进行光催化降解;氯代愈创木酚废水浓 度是0.0125mmol/L，循环流量为20L/h，催化剂用量为250mg/L，pH值为6，曝气、室温 20±8℃，外加电压3-5V;紫外光波长为253.7nm，功率为30W，反应时间100-120分钟;
(4)过滤，沉淀，离心分离。处理后的废水排出，催化剂颗粒重复使用。
说明书
彻底降解制浆漂白废水中氯代愈创木酚的方法
技术领域
本发明涉及一种彻底降解、特别是采用光电协同催化法降解制浆漂白废水中氯代愈创 木酚的方法。
背景技术
中国是水资源短缺的国家，人均占有淡水资源仅占世界平均值的1/5，而且还受到日 益严重的污染。如造纸等工业的制浆漂白废液中含有大量污染物，其主要来源是漂白化学 品和木素的降解产物，尤其是氯化和碱处理废液。有机氯化物是一类重要的难降解性有机 化合物，其中许多具有致癌、致畸、致突变的“三致”效应。在美国，129种环境优先污染 物中，卤代物有60多种;欧共体的污染物黑名单上，排在首位的也是卤代物。
半导体光催化环保应用是近几十年来最为活跃和引人注目的领域，半导体催化剂在紫 外光或可见光的作用下，可将许多有毒和难降解的无机和有机化合物都氧化或者完全分解 为CO2和相应的无机离子。该过程可以在常温常压下完成，同时，催化剂的化学和光催化 性能稳定，能反复循环使用。与其他污染治理技术相比，该方法还可以减少二次污染。作 为新的环境污染治理技术，半导体异相光催化的研究、应用和开发日益受到重视。
目前已有了不少用光催化氧化法对有机氯化物降解有效的报道，如：李友太等发现在 弱碱性或弱酸性介质中氯仿的光催化效果较好，溶液中共存的无机阴离子对氯仿的光催化 有不同程度的影响(《江汉大学学报》，2001年第3期);席北斗等用空心玻璃球做载体对五 氯苯酚钠光催化降解，COD去除率大于65%，PCP-Na去除率大于92%(《环境科学》，2001， 第3期)。冷文华在降解水中对氯苯胺(PCA)时，发现光催化能有效降解PCA，但氧化反 应COD值的降低非常缓慢，且其矿化比降解需要更长时间(《环境科学》，2000年第六期)。 席北斗等还做了铂修饰型催化剂光催化降解五氯苯酚的实验，反应时间1小时五氯苯酚的 去除率可达55%，2小时左右即可达100%去除，COD的去除率可以达到90%(《环境化学》， 2001年第1期)。Yin Zhang等光催化降解的氯化物主要是三氯乙烯，发现光强、水蒸汽的 最初浓度、温度、进口污染物浓度和流速都可影响污染物的降解速率，在室温、低的初始 浓度、低的流率和高的光强的条件下，可以有较好的降解(《Enviromental Science and Technology》.1994，28：435-442)。M.P.Ormad等用三价铁做催化剂，采用36W的荧光灯降 解2，4-二氯苯酚，预先处理45分钟，使降解过程在几分钟之内可以完成，但是2，4-二氯 苯酚的降解速度和Cl-的形成却不是类似的，原因可能归结为芳香族和脂肪族中间体的寿命 和机理各异(《Applied Catalysis B：Environmental》.2001.32.157-166)。
但迄今为止，尚未见到制浆漂白废水中广泛存在的氯代愈创木酚这一底物 (4-chloro-2-methoxyphenol)的光电协同催化降解的研究报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用光电协同多相催化方法实现氯代愈创木酚在常 温下彻底降解为无机小分子的方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
1.光催化剂为微米级化学纯二氧化钛，在500℃下焙烧24h;
2.焙烧后的二氧化钛以悬浮态置于满装氯代愈创木酚废水的光电催化协同反应器中;
3.采用蠕动泵外循环方式，对氯代愈创木酚废水进行光催化降解;氯代愈创木酚废水循环 流量为20L/h，催化剂用量为250mg/L，pH值为6，室温20±8℃，外加电压3-5V; 紫外光波长为253.7nm，功率为30W，反应时间100-120分钟;
4.过滤，沉淀，离心分离。处理后的废水排出，催化剂颗粒重复使用。
本发明提供的光电催化氧化法降解制浆废水中氯代愈创木酚具有以下优点：
1.反应温度为常温，光电协同所需电极的电压也低，全处理过程耗能少。
2.催化剂来源广泛、价廉，焙烧处理方便，所要求粒径可用常规方法分离，活性持久， 可回收循环使用。
3.降解过程能将目标物氯代愈创木酚彻底降解为无害化且可生化处理的无机小分子， 也无需添加其他絮凝剂等化学品，无二次污染。
4.该方法用于工业化生产时，应在水处理的最后工段进行紫外辐照，可根据流量大小， 采用多排紫外光照射，无需循环，只要停留时间达到工艺要求，即可实现彻底降解。