申请日2006.01.18
公开(公告)日2009.02.25
IPC分类号C02F1/02; C02F1/52
摘要
本发明涉及从伴随污水处理的可水解的金属化合物中回收有机-无机元素掺杂的金属氧化物的方法。本发明包括下述步骤：a)添加可水解的化合物作为凝结剂到污水中，在可水解的金属化合物和无水内存在的污染物之间形成可分离的絮状物;b)在絮凝处理之后，分离该可分离的絮状物和预处理的水;和c)在超过500℃下煅烧该分离的絮状物，产生有机-无机元素掺杂的金属氧化物。更优选，本发明进一步包括在残留的可水解金属化合物辅助下，对步骤b)的预处理过的水进行微波处理，引起在预处理过的水内残留的有机污染物光催化降解。发现新的钛化合物而不是在水处理中最广泛使用的铁和铝盐作为替代的凝结剂。在除去有机物质方面，所提出的钛凝结剂的絮凝能力、容量和效率类似于FeCl3和明矾凝结剂。在TiCl4絮凝之后，通过煅烧分离的絮状物生产的氧化钛主要用C和P掺杂。
権利要求書
1.一种在污水处理的同时，从可水解的金属化合物中回收掺杂有机-无机 元素的金属氧化物的方法，所述方法包括如下步骤：
a)向污水中添加作为凝结剂的可水解的金属化合物，从而在可水解的金属 化合物和污水中存在的污染物之间形成可分离的絮凝物;
b)在絮凝处理之后，将可分离的絮凝物和预处理的水分开;以及
c)在高于500℃的温度下烧结可分离的絮凝物，从而生成掺杂有机-无机元 素的金属氧化物。
2.权利要求1的方法，其中可水解的金属化合物选自可水解的钛化合物、 铝化合物、铁化合物、锌化合物、铜化合物、锆化合物及其组合。
3.权利要求2的方法，其中可水解的钛化合物选自三氯化钛、四氯化钛、 硫酸氧钛、硫酸钛、羟硫酸钛(titanium oxysulfate)和钛铁硫酸盐。
4.权利要求1的方法，其中可水 解的金属化合物是可水解的钛化合物以及 步骤b)的预处理的水还要经过微波处理，从而在剩余的可水解的金属化合物 的协助下使预处理水中剩余的有机污染物光催化降解。
5.权利要求4的方法，其中微波处理与UV照射同时应用于预处理的污水 或者微波处理在UV照射之前应用于预处理的污水。
6.权利要求1的方法，其中可水解的金属化合物是可水解的钛化合物以及 烧结在500-1000℃的温度下进行，生成掺杂有机和无机元素的锐锥石型或金红 石型二氧化钛。
7.权利要求6的方法，其中所制备的二氧化钛主要掺杂C和P原子。
8.权利要求7的方法，其中所制备的二氧化钛还掺杂其它微量元素，Si、 Fe、Al、V、Ca、Na、Cr、Cl、S、Ni和Br。
9.权利要求1的方法，其中所述污水包括需要某些类型的水处理的地表水、 地下水和废水。
说明书
在污水处理的同时，从作为凝结剂添加的加水分解性金属化合物中回收有机·无机元素-掺杂金属氧化物的方法
技术领域
本发明涉及在污水处理的同时，从作为凝结剂添加的加水分解性金属化合 物中回收有机·无机元素-掺杂金属氧化物的方法。
背景技术
水以海洋、江河、湖泊等形式，覆盖地球表面的约71%，在地表以下的地 层中有地下水，所有生物体，包括我们人体，约由70%的水构成。饮用的水和 摄取的食物中含有的水不仅起到把营养成份运输到各个器官或细胞等体内每个 角落，把分解或生理作用所发生的废物排泄到体外的作用，而且还起到保持体 温恒定的作用，呵护着生命。但是，由于工业化等影响，水质污染迅速蔓延， 这种水质污染造成生态系统被破坏，甚至损害人体健康。水质污染的主要原因 是富营养化、合成洗涤剂污染、农药污染等有机化合物造成的污染。
随着人们日益关注环境，污水的高效处理方案也得到了广泛研究。作为这 种方案之一，有一种沉淀工艺被广泛应用，这种沉淀工艺利用凝结剂处理污水 中溶解的碳、磷、氮及/或硫化物。根据以往的方法，为去除有机化合物而添加 的凝结剂不进行回收，会因凝结剂而发生二次环境污染。而且，这会降低资源 利用率，增加污水的处理费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法，为进行污水处理，使用加水分解性金属 化合物作为凝结剂，在进行污水处理后，分离上清液与凝结体，烧结所获得的 凝结体，从作为凝结剂使用的金属化合物中回收有机·无机元素-掺杂无机氧化 物。
本发明的另一目的在于提供一种方法，为进行污水处理，使用加水分解性 钛化合物作为凝结剂，进一步增进污水处理效率，在分离凝结体与上清液后， 烧结上述凝结体，从作为凝结剂使用的钛化合物中回收有机·无机元素-掺杂钛氧 化物。所获得的有机·无机元素-掺杂钛氧化物在可见光区域显示出光活性，这进 一步增进了上述方法的有用性。
本发明的有益实施例提供的在污水处理的同时，从作为凝结剂添加的加水 分解性金属化合物中回收有机·无机元素-掺杂金属氧化物的方法包括如下几个 步骤：a)步骤，向含有污水的凝结池添加加水分解性金属化合物作为凝结剂， 通过上述污水中含有的有机物与凝结剂之间的凝结形成凝结体;b)步骤，分离 上述凝结体与上清液;c)步骤，烧结所获得的凝结体，回收有机·无机元素-掺杂 金属氧化物。
本发明另一有益实施例提供的在污水处理的同时，从作为凝结剂添加的加 水分解性金属化合物中回收有机·无机元素-掺杂金属氧化物的方法，其特征是： 上述加水分解性金属化合物为加水分解性钛化合物、加水分解性铝化合物、加 水分解性铁化合物及其两种以上的组合。
本发明另一有益实施例提供的在污水处理的同时，从作为凝结剂添加的加 水分解性金属化合物中回收有机·无机元素-掺杂金属氧化物的方法，其特征是： 上述加水分解性金属化合物为加水分解性钛化合物。
本发明另一有益实施例提供的在污水处理的同时，从作为凝结剂添加的加 水分解性金属化合物中回收有机·无机元素-掺杂金属氧化物的方法，其特征是还 包括一个步骤：对沉淀后的上清液进行微波加热后照射UV光，或同时照射微 波与UV光，利用钛氧化物进一步使残存有机物光分解。
本发明提出，加水分解性金属化合物可以用于通过凝结去除污水中的溶存 有机物。特别是展示出加水分解性钛化合物对去除溶存有机物极具效果。而且， 加水分解性钛化合物还经微波加热及UV光照射，提供可通过光分解进一步去 除凝结后的上清液中残存的有机物的效果。另外，加水分解性金属化合物以有 机·无机元素-掺杂金属氧化物的形态回收，可以预防二次环境污染，获得增进资 源利用率的效果。特别是烧结所获得的钛烧结粉末不仅在UV光下，在可见光线 下，也表现出光吸收。