申请日2016.10.21
公开(公告)日2017.02.22
IPC分类号C02F9/08; C02F101/30
摘要
本发明提供了一种微波‑紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，所述方法包括如下步骤;在有机废水中加入过硫酸盐，将含有过硫酸盐的有机废水置于微波发生装置内部的容器中，所述容器中设置紫外光发生装置，开启所述微波发生装置，微波激发紫外光发生装置，在微波与紫外光耦合催化活化过硫酸盐的作用下降解有机废水。本发明采用微波‑紫外光耦合的方法，催化活化过硫酸盐产生硫酸根自由基，形成了以硫酸根自由基为基础的氧化体系，可有效降解废水中的有机污染物，该体系在催化活化过程中没有金属离子溶出，避免了二次污染的产生，而且在酸性、中性和碱性条件下，对废水中的有机物降解效率均较高，实现了在多种pH值情况下废水的稳定处理。
摘要附图
权利要求书
1.一种微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述方法包括：
在有机废水中加入过硫酸盐;
将含有过硫酸盐的有机废水置于微波发生装置内部的容器中;
所述容器中设置紫外光发生装置;
开启所述微波发生装置，微波激发紫外光发生装置，在微波与紫外光耦合催化活化过硫酸盐的作用下降解有机废水。
2.根据权利要求1所述的微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、单过硫酸氢钠和单过硫酸氢钾。
3.根据权利要求1所述的微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述有机废水中包含蒽醌类、醌亚胺类、氧杂蒽类以及偶氮类的有机污染物中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述有机污染物选自活性艳蓝、亚甲基蓝、罗丹明B、活性艳红以及甲基橙。
5.根据权利要求3所述的微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述反应体系中过硫酸盐与有机污染物的质量比为1.25：1～7.5：1。
6.根据权利要求1所述的微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述微波发生装置包括微波炉，所述紫外发生装置包括紫外灯管;所述紫外光由微波辐射紫外灯管产生。
7.根据权利要求6所述的微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述微波辐射时间为2-60min。
8.根据权利要求1所述的微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述反应体系的温度为10-70℃。
9.根据权利要求1所述的微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述反应体系的pH值为3-11。
说明书
一种微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法。
背景技术
目前，我国工业废水污染现象严重，最主要是水体污染，在全国500多条主要河流当中，有80%以上因为工业废水的排放而受到了不同程度的污染，流经全国40多个大城市的河流，有90%以上受到污染，对社会环境和居民的生活与身体健康产生了较大的影响。其中，造纸和纸制品业排放总量所占比重最大，为39.3亿吨，占排放总量的1/5左右，仅次的有化学原料以及化学制品制造业、纺织品、电力热力的生产供应业等，其中由印染企业生产过程中所产生印染废水所带来的影响不容忽视，由于所加工的原料，产品的品种，加工的工艺和加工方式的不同，废水的组成和性质变化也很大，因此印染废水的存在对人类的生存带来很大的安全隐患。
对于那些有高毒性且难降解的有机污染废水，传统废水处理技术例如：物理法、化学氧化法、化学电解法、物理化学法、生物法等均难以达到处理要求，因此导致水环境质量急剧下降;另外，由于部分物理化学性质稳定物质的存在，使得只有使用具有强大氧化能力的氧化剂，才能彻底降解污染物，因而促进了高级氧化技术的发展。高级氧化技术(AOPS)已经发展成为处理饮用水和工业废水等中难降解有机物的成熟技术，因为其具有将有机或者无机污染物质直接矿化或者通过氧化提高污水的可生化性，适用范围广、氧化能力强、反应速率快等特点。传统的AOPS都是以活性物种羟基自由基(.OH，E0=1.8v-2.7v)来降解污染物质。羟基自由基能够迅速而且无选择性的降解大部分有机污染物。但由于.OH对环境要求较高，需要在酸性条件下来氧化污染物，因此其在应用中受本地物质(碳酸盐、碳酸氢盐、天然有机物等)影响较大。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，形成了以硫酸根自由基为基础的氧化体系，可有效降解废水中的有机污染物，而且在酸性、中性和碱性条件下，对废水中的有机物降解效率均较高，实现了在多种pH值情况下废水的稳定处理。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种微波-紫外耦合催化过硫酸盐处理有机废水的方法，包括如下步骤：
在有机废水中加入过硫酸盐;
将含有过硫酸盐的有机废水置于微波发生装置内部的容器中;
所述容器中设置紫外光发生装置;
开启所述微波发生装置，微波激发紫外光发生装置，在微波与紫外光耦合催化活化过硫酸盐的作用下降解有机废水。
作为进一步的优选，所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、单过硫酸氢钠和单过硫酸氢钾。
作为进一步的优选，所述有机废水中包含蒽醌类、醌亚胺类、氧杂蒽类以及偶氮类的有机污染物中的一种或多种。
作为进一步的优选，所述有机污染物选自活性艳蓝、亚甲基蓝、罗丹明B、活性艳红以及甲基橙。
作为进一步的优选，所述反应体系中过硫酸盐与有机污染物的质量比为1.25：1～7.5：1。
作为进一步的优选，所述反应体系中过硫酸钠与罗丹明B的质量比为100：17.5。
作为进一步的优选，所述微波发生装置包括微波炉，所述紫外发生装置包括紫外灯管。
作为进一步的优选，所述紫外光由微波辐射紫外灯管产生。
作为进一步的优选，所述紫外灯管置于所述反应体系中。
作为进一步的优选，所述微波辐射时间为2-60min。
作为进一步的优选，所述反应体系的温度为10-70℃。
作为进一步的优选，所述反应体系的pH值为3-11。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用微波-紫外光耦合的方法，催化活化过硫酸盐产生硫酸根自由基，硫酸根自由基转化率较单一活化方法效率更高，同时该体系中还有羟基自由基和超氧阴离子、单线态氧等其他种类自由基，形成以硫酸根自由基为基础的氧化体系，该氧化体系可以有效的降解有机废水中的有机物。而且在酸性、中性和碱性条件下，废水中的有机污染物降解效率均较高，实现了在多种pH值情况下废水的稳定处理，不需要另外了解废水pH值，节省了大量的处理成本。
(2)本发明采用微波和紫外耦合的方法催化活化过硫酸盐，该活化过程无金属离子或其他催化剂的运用，所以没有金属离子或者催化剂的金属离子等溶出，不会在废水中额外增加污染物来源。
(3)本发明中紫外光由微波辐射无极紫外灯产生，所以无需额外能量和电源线路，设备简单，光源耐久能稳定运行80000小时以上。
(4)本发明采用微波和紫外耦合的方法催化活化过硫酸盐，氧化体系本身适应性较强，常见的阴离子(Cl-、SO42-、NO3-、HCO3-、HPO42-)(0-30mmol/L)对污染物的处理效率影响较小，部分阴离子的存在甚至可以提高有机污染物的处理效率，所以对多阴离子存在的复杂有机废水处理效率较高。
(5)微波本身对废水具有热作用，废水体系中较高的温度更有利于硫酸根自由基的转化，废水处理效率更高，所以本发明对废水温度适应范围较为广泛。
(6)本发明采用微波和紫外在对过硫酸盐作用的同时，也对废水中的污染物产生作用，使有机污染物的更容易降解，从而提高了废水中有机污染物的处理效率。
