權(quán)利要求

1.協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，其特征在于：包括以下方法步驟，

S1，將酸性廢水和堿性廢水在協(xié)同氧化池中混合，加入多聚磷酸；

S2,加入亞鐵，在酸性條件下(pH＝2-4)加入雙氧水進(jìn)行協(xié)同催化氧化降解有機(jī)污染物；

S3,反應(yīng)產(chǎn)物在中和池中用石灰調(diào)節(jié)pH到7-10或8-9；

S4,再在混凝沉淀池中加入絮凝劑，產(chǎn)生的污泥外排處置，出水達(dá)標(biāo)外排。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，其特征在于：還包括，在芬頓氧化(Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH)基礎(chǔ)上，引入了亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧降解有機(jī)污染物的協(xié)同氧化機(jī)制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，其特征在于：所述亞鐵可來自酸堿混合水中，也可另外添加，包括硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵中的一種或多種；其中的多聚磷酸(tetrapolyphosphoricacid,TPP)包括三聚磷酸、焦磷酸、四聚磷酸、磷酸以及它們的鹽中的一種或多種，所形成的亞鐵絡(luò)合物的穩(wěn)定性一般依次為：四聚磷酸鹽＞三聚磷酸鹽＞焦磷酸鹽＞磷酸鹽，所述亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物中，亞鐵/多聚磷酸的摩爾比從1/10到10/1，或從1/1到4/1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，其特征在于：所述協(xié)同氧化的氧化劑包括雙氧水和分子氧。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，其特征在于：所述亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧降解有機(jī)污染物理論上被認(rèn)為，但不限于如下的反應(yīng)機(jī)制：

O2+Fe(TPP)2+→·O2-+Fe(TPP)3+

·O2-+Fe(TPP)2++2H+→H2O2+Fe(TPP)3+

Fe(TPP)2++H2O2→Fe(TPP)3++2·OH

除了芬頓氧化中亞鐵和雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)，亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧也可以產(chǎn)生·OH，無選擇地協(xié)同降解有機(jī)污染物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，其特征在于：所述氧化劑/堿性廢水COD質(zhì)量比從2/1到6/1，或從3/1到5/1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，其特征在于：所述絮凝劑包括聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化鋁(PAC)、聚硅酸鋁鐵(PAFSC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鈦(PTC)中的一種或多種。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保排污技術(shù)領(lǐng)域，具體為協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法。

背景技術(shù)

銅礦廢水一般包括酸性廢水和堿性廢水兩種。酸性廢水(pH＝2.5-3.5)的COD一般<100mg/L，雨季COD值較低，旱季COD值較高，且重金屬離子銅、鐵和錳含量較高。需要對(duì)酸性廢水的pH和重金屬離子進(jìn)行有效處理，才能進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放。堿性廢水(pH>12)的COD含量較高，且波動(dòng)性較大，一般在300-900mg/L之間。由于在選礦中添加了大量的硫化鈉，導(dǎo)致整體堿性水樣呈淺綠色。

現(xiàn)有的處理技術(shù)一般將酸性廢水和堿性廢水混合后，在酸性條件下(pH＝2-4)進(jìn)行芬頓氧化(Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH)，產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)可以無選擇地降解其中的有機(jī)污染物；然后用石灰調(diào)節(jié)pH至8-9并添加絮凝劑，沉淀掉其中的重金屬及硫酸根后進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放。芬頓氧化的效率還有待提高。為此，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的技術(shù)方案解決存在的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，解決了：現(xiàn)有的芬頓氧化的效率較低的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，包括以下方法步驟，S1，將酸性廢水和堿性廢水在協(xié)同氧化池中混合，加入多聚磷酸；S2,加入亞鐵，在酸性條件下(pH＝2-4)加入雙氧水進(jìn)行協(xié)同催化氧化降解有機(jī)污染物；S3,反應(yīng)產(chǎn)物在中和池中用石灰調(diào)節(jié)pH到7-10或8-9；S4,再在混凝沉淀池中加入絮凝劑，產(chǎn)生的污泥外排處置，出水達(dá)標(biāo)外排。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方式，還包括，在芬頓氧化(Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH)基礎(chǔ)上，引入了亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧降解有機(jī)污染物的協(xié)同氧化機(jī)制。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方式，其中的亞鐵可來自酸堿混合水中，也可另外添加，包括硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵中的一種或多種；其中的多聚磷酸(tetrapolyphosphoric acid,TPP)包括三聚磷酸、焦磷酸、四聚磷酸、磷酸以及它們的鹽中的一種或多種，所形成的亞鐵絡(luò)合物的穩(wěn)定性一般依次為：四聚磷酸鹽＞三聚磷酸鹽＞焦磷酸鹽＞磷酸鹽，所述亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物中，亞鐵/多聚磷酸的摩爾比從1/10到10/1，或從1/1到4/1。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述協(xié)同氧化的氧化劑包括雙氧水和分子氧。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧降解有機(jī)污染物理論上被認(rèn)為，但不限于如下的反應(yīng)機(jī)制：

O2+Fe(TPP)2+→·O2-+Fe(TPP)3+

·O2-+Fe(TPP)2++2H+→H2O2+Fe(TPP)3+

Fe(TPP)2++H2O2→Fe(TPP)3++2·OH

除了芬頓氧化中亞鐵和雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)，亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧也可以產(chǎn)生·OH，無選擇地協(xié)同降解有機(jī)污染物。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述氧化劑/堿性廢水COD質(zhì)量比從2/1到6/1，或從3/1到5/1。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述絮凝劑包括聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化鋁(PAC)、聚硅酸鋁鐵(PAFSC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鈦(PTC)中的一種或多種。

(三)有益效果

本發(fā)明提供了一種協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法。具備以下有益效果：

本發(fā)明在現(xiàn)有的芬頓氧化基礎(chǔ)上，引入了亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧降解有機(jī)污染物的協(xié)同氧化機(jī)制，從而將整個(gè)體系催化氧化降解有機(jī)污染物的效率提高了35-40％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種技術(shù)方案：一種協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法，包括以下方法步驟，S1，將酸性廢水和堿性廢水在協(xié)同氧化池中混合，加入多聚磷酸；S2,加入亞鐵，在酸性條件下(pH＝2-4)加入雙氧水進(jìn)行協(xié)同催化氧化降解有機(jī)污染物；S3,反應(yīng)產(chǎn)物在中和池中用石灰調(diào)節(jié)pH到7-10或8-9；S4,再在混凝沉淀池中加入絮凝劑，產(chǎn)生的污泥外排處置，出水達(dá)標(biāo)外排。

還包括，在芬頓氧化(Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH)基礎(chǔ)上，引入了亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧降解有機(jī)污染物的協(xié)同氧化機(jī)制。

其中的亞鐵可來自酸堿混合水中，也可另外添加，包括硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵中的一種或多種；其中的多聚磷酸(tetrapolyphosphoric acid,TPP)包括三聚磷酸、焦磷酸、四聚磷酸、磷酸以及它們的鹽中的一種或多種，所形成的亞鐵絡(luò)合物的穩(wěn)定性一般依次為：四聚磷酸鹽＞三聚磷酸鹽＞焦磷酸鹽＞磷酸鹽，所述亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物中，亞鐵/多聚磷酸的摩爾比從1/10到10/1，或從1/1到4/1。

所述協(xié)同氧化的氧化劑包括雙氧水和分子氧。

所述亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧降解有機(jī)污染物理論上被認(rèn)為，但不限于如下的反應(yīng)機(jī)制：

O2+Fe(TPP)2+→·O2-+Fe(TPP)3+

·O2-+Fe(TPP)2++2H+→H2O2+Fe(TPP)3+

Fe(TPP)2++H2O2→Fe(TPP)3++2·OH

除了芬頓氧化中亞鐵和雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)，亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧也可以產(chǎn)生·OH，無選擇地協(xié)同降解有機(jī)污染物。

所述氧化劑/堿性廢水COD質(zhì)量比從2/1到6/1，或從3/1到5/1。

所述絮凝劑包括聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化鋁(PAC)、聚硅酸鋁鐵(PAFSC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鈦(PTC)中的一種或多種。

實(shí)施例1：

將150毫升酸性廢水和150毫升堿性廢水混合，測(cè)得混合水的pH約為4，亞鐵約為100mg/L，COD約為305mg/L。在混合水中加入0.28毫升31.25％的雙氧水，反應(yīng)30分鐘；用石灰調(diào)節(jié)pH到約為9，加入2ppm的聚丙酰胺(PAM)絮凝沉淀，取上清液測(cè)量COD。

實(shí)施例2：

將150毫升酸性廢水和150毫升堿性廢水混合，測(cè)得混合水的pH約為4，亞鐵約為100mg/L，COD約為305mg/L。在混合水中先加入0.9克10％的多聚磷酸溶液(亞鐵/多聚磷酸摩爾比約為2/1)，再加入0.28毫升31.25％的雙氧水，反應(yīng)30分鐘；用石灰調(diào)節(jié)pH到約為9，加入2ppm的聚丙酰胺(PAM)絮凝沉淀，取上清液測(cè)量COD。

實(shí)施例3：

將150毫升酸性廢水和150毫升堿性廢水混合，測(cè)得混合水的pH約為4，亞鐵約為100mg/L，COD約為305mg/L。在混合水中先加入0.6克10％的多聚磷酸溶液(亞鐵/多聚磷酸摩爾比約為3/1)，再加入0.28毫升31.25％的雙氧水，反應(yīng)30分鐘；用石灰調(diào)節(jié)pH到約為9，加入2ppm的聚丙酰胺(PAM)絮凝沉淀，取上清液測(cè)量COD。

實(shí)施例4：

將150毫升酸性廢水和150毫升堿性廢水混合，測(cè)得混合水的pH約為4，亞鐵約為100mg/L，COD約為305mg/L。在混合水中先加入0.45克10％的多聚磷酸溶液(亞鐵/多聚磷酸摩爾比約為4/1)，再加入0.28毫升31.25％的雙氧水，反應(yīng)30分鐘；用石灰調(diào)節(jié)pH到約為9，加入2ppm的聚丙酰胺(PAM)絮凝沉淀，取上清液測(cè)量COD。

催化氧化降解有機(jī)污染物結(jié)果如下：

亞鐵/多聚磷酸摩爾比水處理后COD(mg/L)催化氧化效率實(shí)施例1沒有添加多聚磷酸58.69-實(shí)施例22/136.12+38.4％實(shí)施例33/137.62+35.9％實(shí)施例44/152.67+10.2％

和芬頓氧化(實(shí)施例1)相比，實(shí)施例2、3和4中分別引進(jìn)了亞鐵/多聚磷酸絡(luò)合物誘導(dǎo)活化分子氧降解有機(jī)污染物的機(jī)制，提高了整個(gè)催化氧化體系降解有機(jī)污染物的效率。當(dāng)亞鐵/多聚磷酸摩爾比在2/1-3/1之間時(shí)，催化氧化效率提高了35-40％。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

全文PDF

協(xié)同催化氧化體系降解銅礦廢水的方法.pdf