專利名稱：利用多相催化劑強(qiáng)化芬頓工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法。
背景技術(shù)：
Fenton (芬頓氧化反應(yīng))工藝氧化降解水中有機(jī)污染物具有比較突出的優(yōu) 勢11202與鐵離子反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基(氧化還原電位為2.8V) 能快速無選擇性地氧化有機(jī)污染物；鐵是自然界廣泛存在且無毒的元素，作為 Fenton試劑的催化劑不會引起副作用；同樣作為Fenton試劑中氧化劑的H202 是一種環(huán)境友好試劑，且不會帶來二次污染；與其他高級氧化技術(shù)相比，F(xiàn)enton 工藝運(yùn)行設(shè)備簡單、維修方便，是水處理過程中去除有機(jī)污染物的一種最為廣 泛和有效的高級氧化方法，適合于不同水質(zhì)的處理。
然而，在工程實(shí)際和研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)enton (Fe2+/H202或Fe3+/H202)工藝 在水處理過程中還存在幾點(diǎn)不足第一、反應(yīng)過程中產(chǎn)生的羥基自由基易被 Fenton試劑11202與鐵離子自身所消耗，因而Fenton反應(yīng)氧化能力的效率低； 第二 FZ作為Fenton試劑中催化劑的來源和F^+轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，與11202的起 始反應(yīng)速率非常慢，二級反應(yīng)速率常數(shù)為0.01 0.02M-V1,而F^+與H202反應(yīng) 的二級反應(yīng)速率常數(shù)為76M-V1，是Fe3+% H202反應(yīng)的幾千倍，因此限制了 Fenton反應(yīng)氧化降解有機(jī)污染物的起始速率；第三、Fenton反應(yīng)的氧化效能受 水中溶解氧含量影響大(大多數(shù)廢水溶解氧的含量都很低)，在缺氧的條件下 氧化效率低而且氧化產(chǎn)物不易后續(xù)的好氧生物處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法存在 Fenton反應(yīng)氧化能力的效率低、Fenton試劑自身消耗羥基自由基且氧化降解不 完全的問題，而提供利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染 物的方法。
本發(fā)明利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法 按照如下步驟進(jìn)行 一、預(yù)處理將含有有機(jī)污染物的水經(jīng)格柵、沉淀池和調(diào)節(jié)池進(jìn)行物理處理，控制水力停留時間為20 40分鐘；二、將預(yù)處理后的水輸 入內(nèi)部填裝有多相催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，加入鐵離子和H2Cb溶液，控制反應(yīng)器 中鐵離子的濃度為0.2 20mg/L， &02與鐵離子的摩爾濃度比為5~10 : 1，水
的停留時間為10~40分鐘；三、將步驟二處理過的水經(jīng)過固液分離后排放；即 完成對水中有機(jī)污染物的氧化降解；其中步驟二中的鐵離子為F一+和/或Fe3+; 步驟二中反應(yīng)器內(nèi)多相催化劑布置為懸浮式、固定床式或反應(yīng)墻式，布置為懸 浮態(tài)的多相催化劑在水中的投量為0.1~10g/L，固定床式多相催化劑厚 0.3~1.0m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚0.2~1.0m。
本發(fā)明另一種利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物 的方法按照如下步驟進(jìn)行 一、預(yù)處理將含有有機(jī)污染物的水經(jīng)格柵、沉淀 池和調(diào)節(jié)池進(jìn)行物理處理，控制水力停留時間為20 40分鐘；二、將預(yù)處理后 的水輸入內(nèi)部填裝有多相催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，在充氧條件下，加入鐵離子和 11202溶液，控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為0.2~20mg/L， &02與鐵離子的摩爾 濃度比為5~10 : 1，水的停留時間為10 40分鐘；三、將步驟二處理好的水輸 入好氧生物反應(yīng)池，控制水的停留時間為1 30分鐘；四、將步驟三處理后的 水經(jīng)過固液分離后排放；即完成對水中有機(jī)污染物的氧化降解；其中步驟二中 的鐵離子為F^+和/或Fe3+;步驟二中反應(yīng)器內(nèi)多相催化劑布置為懸浮式、固 定床式或反應(yīng)墻式，布置為懸浮態(tài)的多相催化劑在水中的投量為0.1~10g/L， 固定床式多相催化劑厚0.3~1.0m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚0.2~1.0m。
本發(fā)明兩種利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的 方法都具有以下優(yōu)點(diǎn)1、通過向Fenton反應(yīng)中加入多相催化齊lj，加速了 Fe3+ 向Ff的轉(zhuǎn)化，解決了限制Fenton反應(yīng)氧化能力效率的瓶頸，加快與^02反 應(yīng)的起始速率，促進(jìn)羥基自由基的產(chǎn)生；2、加入的多相催化劑作為電子受體 與供體的共存體，使反應(yīng)中的Fe"與F^+相互轉(zhuǎn)化，可被循環(huán)利用，降低運(yùn)行 成本；3、多相催化劑自身作為固體催化劑易于固液分離，不會造成二次污染， 且不易被自由基所消耗，循環(huán)利用效率高；4、對水中有機(jī)污染物的去除率達(dá) 到90%以上。
本發(fā)明第二種利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物 的方法還具有以下優(yōu)點(diǎn)1、在步驟二的氧化過程中進(jìn)行了充氧，進(jìn)一步提高了效率，有機(jī)物去除率達(dá)到100%所用的時間比第一種方法還節(jié)省10 30min; 2、將充氧及外加多相催化劑同時應(yīng)用到Fenton處理工藝中可以更加有效的提 高對水中有機(jī)污染物的處理效率，在20min左右就可以使有機(jī)物去除率達(dá)到 99%以上；3、氧氣的引入可以加速Fenton反應(yīng)的進(jìn)行，加速羥基自由基的產(chǎn) 生，而且可以為反應(yīng)提供足夠的溶解氧，提高后續(xù)處理工藝的生物降解能力； 4、進(jìn)行了好氧生物處理，進(jìn)一步去除了水中的有機(jī)物，使有機(jī)污染物去除率 達(dá)到100%。


圖1為具體實(shí)施方式
十七的方法與現(xiàn)有方法降解有機(jī)物速率對比圖，其中 "□"代表具體實(shí)施方式
十七的方法，"固"代表現(xiàn)有方法；圖2為具體實(shí)施 方式十七的方法與現(xiàn)有方法降解有機(jī)物過程中鐵離子轉(zhuǎn)化速率對比圖，其中 "□"代表具體實(shí)施方式
十七的方法，"■"代表現(xiàn)有方法；圖3為具體實(shí)施 方式十七方法的多相催化劑循環(huán)使用效果對比圖，其中"□"為粒狀活性炭第 1次使用，"▲"為粒狀活性炭第5次使用，"△"為粒狀活性炭第10次使用； 圖4為具體實(shí)施方式
三十八的方法與現(xiàn)有方法降解有機(jī)物速率對比圖，其中 "□"代表具體實(shí)施方式
三十八的方法，"讓"代表現(xiàn)有方法；圖5為具體實(shí) 施方式三十八的方法與現(xiàn)有方法降解有機(jī)物過程中鐵離子轉(zhuǎn)化速率對比圖，其 中"□"代表具體實(shí)施方式
三十八的方法，"■"代表現(xiàn)有方法。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方 式間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解 水中有機(jī)污染物的方法按照如下步驟進(jìn)行 一、預(yù)處理將含有有機(jī)污染物的 水經(jīng)格柵、沉淀池和調(diào)節(jié)池進(jìn)行物理處理，控制水力停留時間為20 40分鐘；
二、將預(yù)處理后的水輸入內(nèi)部填裝有多相催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，加入鐵離子和
H202溶液，控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為0.2~20mg/L， 11202與鐵離子的摩爾 濃度比為5 10: 1，水的停留時間為10~40分鐘；三、將步驟二處理過的水經(jīng) 過固液分離后排放；即完成對水中有機(jī)污染物的氧化降解；其中步驟二中的鐵 離子為F^+和/或Fe3+;步驟二中反應(yīng)器內(nèi)多相催化劑布置為懸浮式、固定床式或反應(yīng)墻式，布置為懸浮態(tài)的多相催化劑在水中的投量為0.1~10g/L，固定 床式多相催化劑厚0.3~1.0m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚0.2~1.0m。
本實(shí)施方式步驟一中將水經(jīng)格柵、沉淀池和調(diào)節(jié)池進(jìn)行物理處理的方法按 常規(guī)方法進(jìn)行，詳見張自杰主編、中國建筑工業(yè)出版社出版的《排水工程》(下 冊)第三版。
本實(shí)施方式中鐵離子由F^+和F^+組成時按任意比混合。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中控 制水力停留時間為25~35分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中控
制水力停留時間為30分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二的不同點(diǎn)是步驟二中反 應(yīng)器內(nèi)多相催化劑為粉末活性炭、粒狀活性炭、球形活性炭、破碎性活性炭、
活性炭纖維、炭納米管、石墨、凝膠型樹脂、大孔型樹脂及多金屬氧酸鹽(POM)
中的一種或幾種的混合物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二相同。 本實(shí)施方式中多相催化劑由兩種或者兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四的不同點(diǎn)是步驟二中控
制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為5 15mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
四相 同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四的不同點(diǎn)是步驟二中控
制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為8 12mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
四相 同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四的不同點(diǎn)是步驟二中控
制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為10mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五的不同點(diǎn)是步驟二中控
制反應(yīng)器中11202與鐵離子的摩爾濃度比為6 9 : 1。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)
施方式五相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五的不同點(diǎn)是步驟二中控 制反應(yīng)器中11202與鐵離子的摩爾濃度比為7.5 : 1。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)
施方式五相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八的不同點(diǎn)是步驟二中
F^+的供體為硫酸亞鐵、硝酸亞鐵、氯化亞鐵、高氯酸亞鐵中的一種或幾種的
混合物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
八相同。
本實(shí)施方式中F^+的供體由兩種或者兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八的不同點(diǎn)是步驟二中
F^+的供體為硫酸鐵、硝酸鐵、氯化鐵、高氯酸鐵中的一種或幾種的混合物。
其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
八相同。
本實(shí)施方式中F^+的供體由兩種或者兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十的不同點(diǎn)是步驟二中
水的停留時間為15 35分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十的不同點(diǎn)是步驟二中
水的停留時間為20 30分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十的不同點(diǎn)是步驟二中 水的停留時間為25分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十二的不同點(diǎn)是步驟二
中布置為懸浮態(tài)的多相催化劑在水中的投量為2~8g/L，固定床式多相催化劑 厚0.5~0.8m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚0.4~0.8m。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施 方式十二相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十二的不同點(diǎn)是步驟二
中布置為懸浮態(tài)的多相催化劑在水中的投量為5g/L，固定床式多相催化劑厚 0.65m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚0.6m。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十二相 同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降
解水中有機(jī)污染物的方法按照如下步驟進(jìn)行 一、預(yù)處理將含有有機(jī)污染物 的水經(jīng)格柵、沉淀池和調(diào)節(jié)池進(jìn)行物理處理，控制水力停留時間為30分鐘；
二、將預(yù)處理后的水輸入內(nèi)部填裝有多相催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，加入鐵離子和
&02溶液，控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為5.6mg/L， H202與鐵離子的摩爾濃
度比為8: 1，水的停留時間為30分鐘；三、將步驟二處理后的水經(jīng)過固液分
離后排放；即完成對水中有機(jī)污染物的氧化降解；其中步驟二中的鐵離子為Fe3+;步驟二的多相催化劑在反應(yīng)器內(nèi)布置為懸浮式，多相催化劑在水中的投 量為0.2g/L。
本實(shí)施方式中步驟二的多相催化劑為粒狀活性炭。 本實(shí)施方式步驟二中的F^+的供體為硫酸鐵。
將含有苯酚的濃度為5mg/L的水樣按照本實(shí)施方式的方法進(jìn)行處理后， 在30min時苯酚的去除率已經(jīng)達(dá)到100°/。。
用本實(shí)施方式的方法和現(xiàn)有技術(shù)分別處理含有苯酚的濃度為5mg/L的水 樣，對水中有機(jī)物去除率的過程及結(jié)果如圖l，圖1中(園)表示為利用Fe3+/H202 氧化降解苯酚(現(xiàn)有技術(shù))，圖1中(口)表示本實(shí)施方式的方法氧化降解苯酚。 從圖1中可以看出現(xiàn)有技術(shù)氧化降解苯酚時在反應(yīng)50min，苯酚的去除率可以 達(dá)到95%以上，而本實(shí)施方式的方法反應(yīng)30min，苯酚的去除率就可以達(dá)到 100%。反應(yīng)過程中鐵離子轉(zhuǎn)化速率如圖2所示，圖2中(B)表示為利用 F^+ZH202氧化降解苯酚(現(xiàn)有技術(shù))，圖2中(口)表示本實(shí)施方式的方法氧化 降解苯酚，從圖2中可以看出本實(shí)施方式的方法在反應(yīng)過程中F^+向Fe"的轉(zhuǎn) 化速度快，所以加快了氧化降解有機(jī)物苯酚的速率，節(jié)省反應(yīng)時間。
在玻璃反應(yīng)器中，裝有配制苯酚濃度為5mg/L的待處理水樣，采用本實(shí) 施方式的方法對含有苯酚的濃度為5mg/L的水樣進(jìn)行處理，活性炭循環(huán)使用 對強(qiáng)化Fenton反應(yīng)氧化降解苯酚的效果見圖3，圖3中"□"為粒狀活性炭第 1次使用，"▲"為粒狀活性炭第5次使用，"△"為粒狀活性炭第10次使用 從圖3中看出活性炭循環(huán)使用10次對強(qiáng)化Fenton反應(yīng)氧化降解苯酚的能力并 沒有下降，圖3說明以活性炭為代表的多相催化劑在強(qiáng)化Fenton反應(yīng)氧化降 解有機(jī)污染物時具有良好的循環(huán)使用穩(wěn)定性。
.具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降 解水中有機(jī)污染物的方法按照如下步驟進(jìn)行 一、預(yù)處理將含有有機(jī)污染物 的水經(jīng)格柵、沉淀池和調(diào)節(jié)池進(jìn)行物理處理，控制水力停留時間為20 40分鐘； 二、將預(yù)處理后的水輸入內(nèi)部填裝有多相催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，在充氧條件下， 加入鐵離子和H202溶液，控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為0.2~20mg/L， H202 與鐵離子的摩爾濃度比為5~10 : 1，水的停留時間為10~40分鐘；三、將步驟 二處理好的水輸入好氧生物反應(yīng)池，控制水的停留時間為1 30分鐘；四、將步驟三處理后的水經(jīng)過固液分離后排放；即完成對水中有機(jī)污染物的氧化降 解；其中步驟二中的鐵離子為F 和/或Fe3+;步驟二中反應(yīng)器內(nèi)多相催化劑 布置為懸浮式、固定床式或反應(yīng)墻式，布置為懸浮態(tài)的多相催化劑在水中的投 量為0.1~10g/L，固定床式多相催化劑厚0.3 1.0m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚 0.2~1.0m。
本實(shí)施方式步驟一中將水經(jīng)格柵、沉淀池和調(diào)節(jié)池進(jìn)行物理處理的方法按 常規(guī)方法進(jìn)行。
本實(shí)施方式步驟三的好氧生物反應(yīng)池中布置有好氧活性污泥和好氧生物 膜，好氧生物反應(yīng)的方法及參數(shù)詳見張自杰主編、中國建筑工業(yè)出版社出版的 《排水工程》(下冊)第三版。
本實(shí)施方式中鐵離子由Fe21n F^+組成時按任意比混合。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十八的不同點(diǎn)是步驟一— 中控制水力停留時間為25 35分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十八相 同。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十八的不同點(diǎn)是步驟一 中控制控制水力停留時間為30分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十八相 同。
具體實(shí)施方式
二十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十九的不同點(diǎn)是步驟
二中充氧的速度為0.1~0.5m3/h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十九相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十九的不同點(diǎn)是步驟二
中充氧的速度為0.3m3/h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十九相同。
具體實(shí)施方式
二十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十一的不同點(diǎn)是步 驟二中控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為5~15mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施 方式二十一相同。
具體實(shí)施方式
二十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十一的不同點(diǎn)是步 驟二中控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為8 12mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施 方式二十一相同。
具體實(shí)施方式
二十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十一的不同點(diǎn)是步 驟二中控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為10mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十一相同。
具體實(shí)施方式
二十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十二的不同點(diǎn)是步 驟二中控制反應(yīng)器中H202與鐵離子的摩爾濃度比為6~9 : 1。其它步驟及參數(shù) 與具體實(shí)施方式
二十二相同。
具體實(shí)施方式
二十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十二的不同點(diǎn)是步 驟二中控制反應(yīng)器中H202與鐵離子的摩爾濃度比為7.5 : 1。其它步驟及參數(shù) 與具體實(shí)施方式
二十二相同。
具體實(shí)施方式
二十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十五的不同點(diǎn)是步 驟二中Fe^的供體為硫酸亞鐵、硝酸亞鐵、氯化亞鐵、高氯酸亞鐵中的一種或 幾種的混合物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十五相同。
本實(shí)施方式中F^+的供體由兩種或者兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合。
具體實(shí)施方式
二十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十五的不同點(diǎn)是步 驟二中F^+的供體為硫酸鐵、硝酸鐵、氯化鐵、高氯酸鐵中的一種或幾種的混 合物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十五相同。
本實(shí)施方式中F^+的供體由兩種或者兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合。
具體實(shí)施方式
二十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十七的不同點(diǎn)是步
驟二中水的停留時間為15~35分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十七相同。
具體實(shí)施方式
三十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十七的不同點(diǎn)是步驟 二中水的停留時間為20~30分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十七相同。
具體實(shí)施方式
三十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十七的不同點(diǎn)是步 驟二中水的停留時間為25分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十七相同。
具體實(shí)施方式
三十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十九的不同點(diǎn)是步 驟二中反應(yīng)器內(nèi)多相催化劑為粉末活性炭、粒狀活性炭、球形活性炭、破碎性 活性炭、活性炭纖維、炭納米管、石墨、凝膠型樹脂、大孔型樹脂及多金屬氧 酸鹽(POM)中的一種或幾種的混合物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十九 相同。
本實(shí)施方式中多相催化劑由兩種或者兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合。
具體實(shí)施方式
三十三..本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十二的不同點(diǎn)是步
驟二中布置為懸浮態(tài)的多相催化劑在水中的投量為2~8g/L，固定床式多相催 化劑厚0.5~0.8m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚0.4~0.8m。其它步驟及參數(shù)與具體 實(shí)施方式三十二相同。
具體實(shí)施方式
三十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十二的不同點(diǎn)是步 驟二中布置為懸浮態(tài)的多相催化劑在水中的投量為5g/L，固定床式多相催化 劑厚0.65m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚0.6m。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
三 十二相同。
具體實(shí)施方式
三十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十三的不同點(diǎn)是步
驟三中控制水的停留時間為5~25分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十 三相同。
具體實(shí)施方式
三十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十三的不同點(diǎn)是步
驟三中控制水的停留時間為10~20分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十
三相同。
具體實(shí)施方式
三十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十三的不同點(diǎn)是步 驟三中控制水的停留時間為15分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十三 相同。
具體實(shí)施方式
三十八本實(shí)施方式利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化
降解水中有機(jī)污染物的方法按照如下步驟進(jìn)行 一、預(yù)處理將含有有機(jī)污染 物的水經(jīng)格柵、沉淀池和調(diào)節(jié)池進(jìn)行物理處理，控制水力停留時間為30分鐘； 二、將預(yù)處理后的水輸入內(nèi)部填裝有多相催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，在充氧條件下，
加入鐵離子和H202溶液，控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為5.6mg/L， &02與鐵 離子的摩爾濃度比為8: 1，水的停留時間為20分鐘；三、將步驟二處理好的 水輸入好氧生物反應(yīng)池，控制水的停留時間為15分鐘；四、將步驟三處理后 的水經(jīng)過固液分離后排放；即完成對水中有機(jī)污染物的氧化降解；其中步驟二 中的鐵離子為Fe3、步驟二的多相催化劑在反應(yīng)器內(nèi)布置為懸浮式，多相催化 劑在水中的投量為0.2g/L。
本實(shí)施方式步驟二的充氧速度為0.2m3/h。
本實(shí)施方式中步驟二的多相催化劑為粒狀活性炭。本實(shí)施方式步驟二中的F^+的供體為硫酸鐵。
本實(shí)施方式步驟三的好氧生物反應(yīng)池中布置有好氧活性污泥和好氧生物 膜，好氧生物反應(yīng)的方法及參數(shù)詳見張自杰主編、中國建筑工業(yè)出版社出版的 《排水工程》(下冊)第三版。
用本實(shí)施方式的方法和現(xiàn)有技術(shù)分別處理含有苯酚的濃度為5mg/L的水 樣，對水中有機(jī)物去除率的過程及結(jié)果如圖4所示，圖4中(函)表示為利用 Fe3+/H202氧化降解苯酚(現(xiàn)有技術(shù))，(口)表示本實(shí)施方式的方法氧化降解苯 酚。從圖4中可以看出現(xiàn)有技術(shù)氧化降解苯酚時在反應(yīng)50min,苯酚的去除率 可以達(dá)到95%以上，而本實(shí)施方式的方法反應(yīng)20min，苯酚的去除率就可以達(dá) 到100%。反應(yīng)過程中鐵離子轉(zhuǎn)化速率如圖5所示，圖5中(園)表示為利用 F^+7H202氧化降解苯酚(現(xiàn)有技術(shù))，圖5中(口)表示本實(shí)施方式的方法氧化 降解苯酚，從圖5中可以看出本實(shí)施方式的方法在反應(yīng)過程中Fe"向Ff的轉(zhuǎn) 化速度快，所以加快了氧化降解有機(jī)物苯酚的速率，節(jié)省反應(yīng)時間。
權(quán)利要求
1、利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法按照如下步驟進(jìn)行一、預(yù)處理將含有有機(jī)污染物的水經(jīng)格柵、沉淀池和調(diào)節(jié)池進(jìn)行物理處理，控制水力停留時間為20～40分鐘；二、將預(yù)處理后的水輸入內(nèi)部填裝有多相催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，加入鐵離子和H2O2溶液，控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為0.2～20mg/L，H2O2與鐵離子的摩爾濃度比為5～10∶1，水的停留時間為10～40分鐘；三、將步驟二處理過的水經(jīng)過固液分離后排放；即完成對水中有機(jī)污染物的氧化降解；其中步驟二中的鐵離子為Fe2+和/或Fe3+；步驟二中反應(yīng)器內(nèi)多相催化劑布置為懸浮式、固定床式或反應(yīng)墻式，布置為懸浮態(tài)的多相催化劑的在水中投量為0.1～10g/L，固定床式多相催化劑厚0.3～1.0m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚0.2～1.0m。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中 有機(jī)污染物的方法，其特征在于步驟一中控制水力停留時間為25 35分鐘。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中 有機(jī)污染物的方法，其特征在于步驟二中反應(yīng)器內(nèi)多相催化劑為粉末活性炭、 粒狀活性炭、球形活性炭、破碎性活性炭、活性炭纖維、炭納米管、石墨、凝 膠型樹脂、大孔型樹脂及多金屬氧酸鹽中的一種或幾種的混合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中 有機(jī)污染物的方法，其特征在于步驟二中控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為 5 15mg/L。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于步驟二中控制反應(yīng)器中H202與鐵離子的摩爾濃度比為6 9 : 1。
6、 利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法，其 特征在于利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法按 照如下步驟進(jìn)行 一、預(yù)處理將含有有機(jī)污染物的水經(jīng)格柵、沉淀池和調(diào)節(jié) 池進(jìn)行物理處理，控制水力停留時間為20 40分鐘；二、將預(yù)處理后的水輸入 內(nèi)部填裝有多相催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，在充氧條件下，加入鐵離子和11202溶液，控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為0.2~20mg/L， H202與鐵離子的摩爾濃度比為 5~10:1，水的停留時間為10~40分鐘；三、將步驟二處理好的水輸入好氧生 物反應(yīng)池，控制水的停留時間為1 30分鐘；四、將步驟三處理后的水經(jīng)過固 液分離后排放；即完成對水中有機(jī)污染物的氧化降解；其中步驟二中的鐵離子 為F^+和/或Fe3+;步驟二中反應(yīng)器內(nèi)多相催化劑布置為懸浮式、固定床式或 反應(yīng)墻式，布置為懸浮態(tài)的多相催化劑在水中的投量為0.1 10g/L，固定床式 多相催化劑厚0.3 1.0m，反應(yīng)墻式多相催化劑厚0.2 1.0m。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中 有機(jī)污染物的方法，其特征在于步驟一中控制水力停留時間為25 35分鐘。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中 有機(jī)污染物的方法，其特征在于步驟二中充氧的速度為0.1~0.5m3/h。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中 有機(jī)污染物的方法，其特征在于步驟二中控制反應(yīng)器中鐵離子的濃度為 5 15mg/Lo
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用多相催化劑強(qiáng)化Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于步驟二中控制反應(yīng)器中H202與鐵離子的摩爾濃度比為6 9 : 1。
全文摘要
利用多相催化劑強(qiáng)化芬頓工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法，本發(fā)明涉及了Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有Fenton工藝氧化降解水中有機(jī)污染物的方法存在Fenton反應(yīng)氧化能力的效率低、Fenton試劑自身消耗羥基自由基且氧化降解不完全的問題。本發(fā)明一種方法按照如下步驟進(jìn)行一、預(yù)處理；二、向填裝多相催化劑的反應(yīng)器中加入鐵離子和H₂O₂溶液；三、固液分離；即完成對水中有機(jī)污染物氧化降解。本發(fā)明另一種方法按照如下步驟進(jìn)行一、預(yù)處理；二、向填裝多相催化劑的反應(yīng)器中充氧、加入鐵離子和H₂O₂溶液；三、好氧生物處理；四、固液分離；即完成對水中有機(jī)污染物氧化降解。本發(fā)明兩種氧化降解水中有機(jī)污染物的方法具有效率高、降解完全的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C02F1/72GK101597114SQ20091007165
公開日2009年12月9日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者劉永澤, 龐素艷, 歐陽鋒, 進(jìn) 江, 皇甫小留, 軍 馬 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)