專利名稱：微波誘導(dǎo)粉煤灰源Fenton-Like氧化高濃度重油廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，提供一種綠色的污水處理方法，主要針對微波誘導(dǎo)粉煤灰源類ronton氧化高濃度重油廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
目前對高濃度有機廢水的處理方法主要有生物法、絮凝沉淀法、氧化法、電解法、 焚燒法及萃取法。生物法和絮凝沉淀法會產(chǎn)生大量污泥，因而需要進一步處理，而生化法對廢水的可生化性及COD都有一定的要求。氧化法需要在高溫(幾百及幾千攝氏度)、高壓(幾十及幾百個大氣壓)條件下進行，這對設(shè)備及操作的安全性提出了挑戰(zhàn)，同時所用催化劑成本高，在高濃度有機廢水中容易中毒，需要定期更換。電解法綜合效果好，運行費用低，但處理量較小。焚燒法會產(chǎn)生大量有毒物質(zhì)，對大氣造成污染。萃取法處理高濃度有機廢水，由于廢水的成分復(fù)雜，使得萃取物很難得以回收利用。采用微波熱效應(yīng)以及!^enton試劑高活性氧化方法可有效去除污水中的難降解有機物，這種方法效率高，處理效果好，《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》，2008,31 (9)，46-49進行了微波誘導(dǎo)i^nton試劑氧化降解水中對硝基苯的研究，但這種方法采用分析純!^eSO2 H20作為制備!^enton試劑的原料，其成本較高，不易于實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述不足之處，提供一種微波誘導(dǎo)粉煤灰源i^enton-Like氧化高濃度重油廢水的處理方法。它利用工業(yè)廢棄料粉煤灰作為制備i^enton試劑的原料，優(yōu)化微波誘導(dǎo)粉煤灰源類i^nton氧化工藝，實現(xiàn)高效處理重油廢水的目的。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是利用粉煤灰與一定濃度(25%_四％，最佳濃度是 27. 5%)的雙氧水反應(yīng)生成類!^nton試劑在微波輻射的作用下處理高濃度有機廢水。經(jīng)過不同溫度和濃度的實驗，該處理方法的最佳工藝條件為粉煤灰用量為8-10g、微波控制溫度為150°C、微波輻射時間為5-7min、雙氧水用量為1. 5mL、pH=3_4，反應(yīng)因素的影響由大到小分別是粉煤灰的加入量> H2A的加入量>微波輻射時間>微波爐控制溫度。粉煤灰的主要成分是Si02、A1203、FeO, Fe2O3^ CaO等，粉煤灰與雙氧水結(jié)合會使粉煤灰化學(xué)成分中的低價金屬離子氧化成具有更高化合價的離子，同時催化濃度27. 5%的雙氧水(H2O2)生成羥基自由基(《0Η)，此時便形成了類狗11切11催化反應(yīng)體系，這種反應(yīng)體系具有極強的氧化能力，特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以降解的有機物的氧化處理。同時將類i^nton與高濃度有機廢水同時置入微波的輻射下，微波輻照使物體內(nèi)部的分子相互摩擦發(fā)熱，熱效應(yīng)使整個系統(tǒng)同時被輻照，溫度上升迅速，同時微波的非熱效應(yīng)使需要降解的物質(zhì)分子鍵斷裂加快，在5-7min的時間內(nèi)可達到較好降解有機物的效果。該處理方法的最佳工藝條件為粉煤灰用量為8-10g、微波控制溫度為150°C、微波輻射時間為5-7min、雙氧水用量為1. 5mL、pH=3-4，反應(yīng)因素的影響由大到小分別是粉煤灰的加入量> H2A的加入量>微波輻射時間>微波爐控制溫度。該處理方法特別適用于處理重油廢水、焦化廢水、芳烴廢水。微波誘導(dǎo)粉煤灰源i^enton-Like氧化高濃度重油廢水的處理方法，其特征在于微波輻射與類i^enton試劑聯(lián)合作用降解高濃度有機廢水COD的反應(yīng)近似于一級反應(yīng)動力學(xué)，動力學(xué)方程為=InC=-O. 431 +6· 496(R2=O. 991 )，動力學(xué)常數(shù)左=0· 431min_1,反應(yīng)半衰期 i1/2=l. 61min。本發(fā)明的優(yōu)點是
(1)處理工藝簡單用粉煤灰與一定濃度的雙氧水反應(yīng)生成類!^nton試劑在微波輻射的作用下處理高濃度有機廢水，經(jīng)一次處理后，其出水COD達到排放標準。(2)對難降解物質(zhì)去除效果好該發(fā)明對重油廢水、焦化廢水、芳烴廢水具有較好去除效果，經(jīng)過微波誘導(dǎo)類i^nton氧化后，三種廢水的去除率均達到90%以上。(3)無污染，成本低，處理效率高本發(fā)明利用微波不會對環(huán)境造成任何污染，粉煤灰作為制備I^nton試劑的原料，即節(jié)約成本，又變廢為寶，且處理效率高，是一種綠色環(huán)保污水處理方法。(4)本發(fā)明所涉及的處理方法具有占地面積小、操作簡單，無需復(fù)雜設(shè)備，不消耗能源，易于實施應(yīng)用的優(yōu)點。
具體實施例方式利用粉煤灰與一定濃度(25%—四％)的雙氧水反應(yīng)生成類ronton試劑在微波輻射的作用下處理高濃度有機廢水。粉煤灰的主要成分是Si02、A1203、FeO, Fe203> CaO等，粉煤灰與雙氧水結(jié)合會使粉煤灰化學(xué)成分中的低價金屬離子氧化成具有更高化合價的離子，同時催化濃度27. 5%的雙氧水(H2O2)生成羥基自由基0H)，此時便形成了類i^enton催化反
應(yīng)體系，這種反應(yīng)體系具有極強的氧化能力，特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以降解的有機物的氧化處理。
具體實施方式
1 利用正交試驗，以粉煤灰投加量(g)、雙氧水(mL，濃度27. 5%)、微波加熱時間(min)、微波控制溫度(°C )為因素，對微波誘導(dǎo)類i^enton氧化過程的影響因素進行分析，各因素對氧化效果的影響主次關(guān)系為粉煤灰的加入量> H2A的加入量>微波輻射時間>微波爐控制溫度。微波誘導(dǎo)類i^enton氧化工藝處理高濃度有機廢水的最佳條件為粉煤灰用量為8-10g、微波控制溫度為150°C、微波輻射時間為5-7min、雙氧水用量為 1. 5mL、pH=3-4。在此工藝條件下，高濃度有機廢水COD去除率達到90%以上。
具體實施方式
2 利用實施方式1所確定的最佳工藝條件，將微波誘導(dǎo)類!^nton 氧化方法用于處理重油廢水、焦化廢水、芳烴廢水，該三種廢水COD、BOD濃度見表1。在酸性條件下，通過加入定量粉煤灰和雙氧水，經(jīng)過微波爐反應(yīng)器的溶液罐中微波輻射6min后測定COD值，三種高濃度有機廢水的COD去除率分別為擬％、93%、92. 14%。表1 三種水樣的BOD值、COD值及COD去除率
權(quán)利要求
1.微波誘導(dǎo)粉煤灰源!^nton-Like氧化高濃度重油廢水的處理方法，其特征在于利用工業(yè)廢棄物粉煤灰與濃度25%—29%的雙氧水反應(yīng)生成類!^nton試劑在微波輻射的作用下處理高濃度重油廢水，粉煤灰的主要成分是Si02、A1203、FeO, Fe2O3^ CaO等。
2.按照權(quán)利要求1所述微波誘導(dǎo)粉煤灰源i^enton-Like氧化高濃度重油廢水的處理方法，其特征在于該處理方法的最佳工藝條件為粉煤灰用量為8-10g、微波控制溫度為 150°C、微波輻射時間為5-7min、雙氧水用量為1. 5mL、pH=3_4，反應(yīng)因素的影響由大到小分別是粉煤灰的加入量> H2A的加入量>微波輻射時間>微波爐控制溫度。
3.按照權(quán)利要求1所述微波誘導(dǎo)粉煤灰源i^enton-Like氧化高濃度重油廢水的處理方法，其特征在于該處理方法特別適用于處理重油廢水、焦化廢水、芳烴廢水。
4.按照權(quán)利要求1所述微波誘導(dǎo)粉煤灰源i^enton-Like氧化高濃度重油廢水的處理方法，其特征在于微波輻射與類i^nton試劑聯(lián)合作用降解高濃度有機廢水COD的反應(yīng)近似于一級反應(yīng)動力學(xué)，動力學(xué)方程為lnC=-0.431i+6.496 (R2=O. 991 )，動力學(xué)常數(shù) k=Q. 431111^1,反應(yīng)半衰期 t1/2=l. 61min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波誘導(dǎo)粉煤灰源Fenton-Like氧化高濃度重油廢水的處理方法。該處理方法特別適用于處理重油廢水、焦化廢水、芳烴廢水。是利用工業(yè)廢棄料粉煤灰與一定濃度(27.5%)的雙氧水反應(yīng)生成類Fenton試劑在微波輻射的作用下處理高濃度重油廢水，該處理方法的最佳工藝條件為粉煤灰用量為8-10g、微波控制溫度為150℃、微波輻射時間為5-7min、雙氧水用量為1.5mL、pH=3-4。由于該方法采用粉煤灰作為制備Fenton試劑的原料，即節(jié)約成本，又變廢為寶，無污染，且處理效率高，是一種綠色環(huán)保污水處理方法。同時該處理方法具有占地面積小、操作簡單，無需復(fù)雜設(shè)備，不消耗能源，易于實施應(yīng)用的優(yōu)點，經(jīng)該方法處理的高濃度有機廢水，其出水COD達到排放標準。
文檔編號C02F1/30GK102424451SQ20111032253
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者唐婧, 張倫秋, 張榮新, 郜玉楠 申請人:沈陽建筑大學(xué)