申请日2009.12.29
公开(公告)日2011.06.29
IPC分类号C02F1/46; C02F1/28; C02F1/72; C02F1/30
摘要
本发明涉及一种活性炭纤维降解焦化废水的方法ACF附载TiO2光电催化降解焦化废水的影响因素及规律：研究ACF作电极降解降解焦化废水的规律;ACF附载TiO2光催化降解焦化废水的规律;光电协同催化降解焦化废水规律;利用量子化学从头计算法，从分子水平上探讨难降解有机物的降解机理。该技术将应用在：1、为废水处理开辟新的途径，为难降解有机污染物处理实用化打下理论基础;2、为ACF附载TiO2光电协同催化氧化处理废水技术的产业化提供技术储备。
权利要求书
1.一种活性炭纤维降解焦化废水的方法解决ACF附载TiO2光电催化降解焦化废水的各种影响因素及规律。
2.将四种有机物配制成模拟焦化废水研究其在电化学催化氧化和光电催化氧化下的降解规律。
3.研究电化学参数、光源、TiO2晶型、被处理物的初始浓度、pH值、电解质及外加氧化剂等因素对有机污染物降解效果的影响。
4.采用三电极体系，通过循环伏安法研究电极的电化学行为及难降解有机物的电催化氧化和光电催化氧化的降解机理。
5.利用量子化学从头计算，通过计算降解反应的势能面，以获得有机物降解反应动力学的信息，从分子水平上探讨难降解有机物的降解机理。
6.设计ACF为电极的光电催化氧化处理有机污染物的装置。
说明书
一种活性炭纤维降解焦化废水的方法
【技术领域】
本发明涉及一种活性炭纤维降解焦化废水的方法以实际焦化废水为研究对象考察光电催化氧化处理焦化废水的实际效果，尤其是解决ACF为电极的电催化氧化、光电协同催化氧化降解有机污染物的影响及规律。
【背景技术】
焦化废水产生于炼焦、制气过程，废水排放量大，水质成份复杂，除了，氨、氰、硫氰根等无机污染物外，还含有酚、油类、萘、吡啶、喹啉、蒽等杂环及多环芳香族化合物〔〕。这些有机物不但难以生物降解，而且，多为致癌物质。目前，焦化废水大多采用普通的生化处理方法。由于该处理技术的局限性，其处理出口排水中的CODcr、BOD5、NH3-N等污染物的指标均难以达标。针对这种状况，在国内外，一方面开发了生物处理改进技术，如厌氧酸化预处理、A/O处理工艺、生物-混凝技术、生物-吸附技术、生物固定化技术，另一方面，开发了物理化学新技术，如超临界水氧化法、超声波法和辐照法等。从总体上看，长期以来，我国对于污染物处理方法的研究主要停留在传统的基本处理方法的延伸上。随着工业与城市的发展，有毒难降解污染物的种类和数量日益增多，传统的、单一的污染物处理方法已不能达到满意的治理效果。因此，开发新技术、各种技术的结合及联用成为环境科学研究工作的新方向。物理化学方法处理工艺简单，反应速度快，净化效率高，但缺点是处理费用相对较高。显然，开发一种人们可以接受、处理费用相对较低的焦化废水处理技术具有重要意义。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种活性炭纤维降解焦化废水的方法，它通过循环伏安法及ESR谱等测试手段，结合量子化学从头计算研究有机污染物的降解机理。
为解决上述技术问题，本发明所采用技术方案是：将ACF附载TiO2作电极的电催化氧化法、TiO2光催化氧化法结合起来，研究焦化废水中难降解有机物的降解规律及降解机理，并采用量子化学从头计算的方法，通过计算降解反应的势能面，以获得有机物降解反应动力学的信息，从分子水平上探讨难降解有机物的降解机理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：设计有效处理焦化废水实验装置。经该装置处理后的废水达到国家排放标准。
【具体实施方式】
活性炭纤维与粒状、粉状活性炭相比较，ACF具有特有的微孔结构，更高的外表面积和比表面积以及多种官能团，平均细孔直径也很小，通过物理吸附、化学吸附以及物理化学吸附等方式在废水、废气处理、溶液回收、水净化等领域得到了广泛应用。将电化学应用于有机物的降解，一种新兴处理难降解污染物的方法。该法通过阳极反应直接降解有机物、或通过阳极反应产生羟基自由基、臭氧一类的氧化剂降解有机物，使有机物分解更加彻底，不易产生有毒中间产物，更符合环境保护的要求。利用活性炭纤维的导电、吸附及催化的综合性能，将其作为一种新型催化电极，使得电化学处理成为一个自由基反应与絮凝反应相结合的过程，用于降解难降解有机物具有广阔的前景。由于电催化氧化技术对有机物具有特殊的降解机理和能力。另一方面，TiO2光催化氧化法简单、快速、彻底、实用性强、价廉，在难降解有机物的处理方面已显示出较大的优越性。用活性碳纤维附载TiO2作电极，通过光、电和吸附协同催化作用可望在焦化废水的处理中体现出积极的作用。
