申请日2013.06.19
公开(公告)日2014.09.03
IPC分类号C02F1/72; C02F1/36; C02F1/30
摘要
本发明属于废水处理环保工程领域，公开了一种含五氯酚类废水的处理方法。该方法具体包含以下步骤：在超声波辐射条件下，将海绵铁、过氧化氢和罗丹明B加入含五氯酚类废水溶液中，可见光辐射进行反应;磁性分离回收海绵铁循环利用。该反应充分利用罗丹明B作为光敏化剂，捕捉可见光辐射形成激发态，并引发降解反应。利用该方法处理后废水中的五氯酚类降解率达94%以上。
权利要求书
1.一种含五氯酚类废水的处理方法，其特征在于具体包含以下步骤：在超声波辐射条件下，将海绵铁、过氧化氢和罗丹明B加入含五氯酚类废水溶液中，可见光辐射进行反应;磁性分离回收海绵铁循环利用。
2.根据权利要求1所述的含五氯酚类废水的处理方法，其特征在于：所用罗丹明B与废水中五氯酚的摩尔比为(0.55～5.5):1。
3.根据权利要求1所述的含五氯酚类废水的处理方法，其特征在于：所述的海绵铁指粒径为1～8mm的海绵铁;所述海绵铁含有铝、硅和氧等微量元素;所述海绵铁中铁元素含量为89.32～91.24%。
4.根据权利要求1所述的含五氯酚类废水的处理方法，其特征在于：所述海绵铁的投加量为1～8g/L废水溶液。
5.根据权利要求1所述的含五氯酚类废水的处理方法，其特征在于：所用H2O2和PCP的质量比为(1.2～24):1。
6.根据权利要求1所述的含五氯酚类废水的处理方法，其特征在于：所述的超声波的功率为200W、频率为40KHz。
7.根据权利要求1所述的含五氯酚类废水的处理方法，其特征在于：所述的可见光指波长大于400nm的单波长或者多波长可见光。
8.根据权利要求1所述的含五氯酚类废水的处理方法，其特征在于：所述反应指在温度为20～30℃下反应1～4h。
9.根据权利要求1所述的含五氯酚类废水的处理方法，其特征在于：所述循环利用指用磁铁将废水溶液中的海绵铁颗粒经过磁性分离，并用体积分数为2%的稀盐酸在功率为200W下超声1min活化后，即可循环利用。
10.根据权利要求1～9所述含五氯酚类废水的处理方法在处理含五氯酚类废水中的应用。
说明书
一种含五氯酚类废水的处理方法及其应用
技术领域
本发明属于废水处理环保工程领域，特别涉及一种含五氯酚类废水的处理方法。
背景技术
五氯酚(PCP)是最具毒性和最难降解的氯酚类化合物之一，化学性质较稳定，并具有致癌、致畸和致突变等效应，因而被列为优控污染物之一。目前，五氯酚环境污染修复技术主要包含生物法、物理法、化学法(含光化学法)等等。由于PCP具有较大的生物毒性，传统生物法难以有效去除高浓度PCP污染物。活性炭等吸附过程实现了PCP在不同介质中的迁移，但未对PCP污染进行有效降解消除。化学法中，光化学、电化学氧化、超声氧化、Fenton和类Fenton法，通常可以形成各种活性氧自由基，具有较强的氧化能力，能够非选择性氧化PCP污染物。例如：专利CN102120665B采用硅酸铋光催化方法净化水中五氯酚。光助芬顿反应采用光照条件下增强H2O2和Fe2+产生大量的活性氧物种。目前国内专利检索没有检索到光助类芬顿法处理PCP废水的研究。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种含五氯酚类废水的处理方法。该方法在可见光辐射条件下，罗丹明B作为光敏化剂，微米级海绵铁作为铁离子源，引发可见光增强类芬顿反应协同处理PCP。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种含五氯酚类废水的处理方法，具体包含以下步骤：在超声波辐射条件下，将海绵铁、过氧化氢(H2O2)和罗丹明B(RhB)加入含五氯酚类废水溶液中，可见光辐射进行反应;磁性分离回收海绵铁循环利用。
所用RhB与废水中五氯酚的摩尔比为(0.55～5.5):1。
所述的海绵铁指粒径为1～8mm的海绵铁(s-Fe0)。
所述海绵铁含有铝(Al)、硅(Si)和氧(O)等微量元素。
所述海绵铁中铁元素含量为89.32～91.24%。
所述海绵铁的投加量为1～8g/L废水溶液。
所用H2O2和PCP的质量比为(1.2～24):1。
所述的超声指功率为200W、频率为40KHz。
所述的可见光指波长大于400nm的单波长或者多波长可见光。
所述反应指在温度为20～30℃下反应1～4h。
所述循环利用指用磁铁将废水溶液中的海绵铁颗粒经过磁性分离，并用2%(v/v)的稀盐酸在功率为200W下超声1min活化后，即可循环利用。
上述方法在处理含五氯酚类废水中的应用。
上述方法利用RhB和PCP相互促进降解，因此，该方法也适用于处理含罗丹明B废水。
本发明的机理为：RhB和s-Fe0以较慢速度发生还原脱色反应，并生成Fe2+离子(见公式
(1));进一步形成Fe2+与Fe3+耦合反应(见公式(2)～(3))。可见光辐射条件下，RhB激发形成激发态RhB*(见公式(4))，释放电子后(见公式(5))能促进Fe2+与Fe3+的转化反应(见公式(2)～(3))，显著增强类Fenton反应，非选择性降解PCP和RhB(见公式(6))。
RhB+s-FeO→Fe2++R' (1)
Fe2++H2O2→2·OH+Fe3+ (2)
Fe3++H2O2→Fe2++·OOH+H+ (3)
RhB+hv→RhB* (4)
RhB*-e→RhB+ (5)
RhB+·OH→R' (6)
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)作为光敏化剂，RhB可以利用可见光辐射形成激发态，增强Fe3+转化为Fe2+，促进光芬顿反应效率，显著提升PCP的降解效率;而且，能有效消除RhB污染物。
(2)本发明工艺简便、设备要求低、效率高。本发明以海绵铁为主要原料，来源广泛，廉价易得;处理后的废水中，PCP的去除率显著提升，达94%，RhB脱色率达90%以上。可广泛用于处理建材、纺织、医药卫生和化工等领域产生的废水，适合工业化应用，具有很好的社会效益和经济效益。