专利名称：一种处理有机废水的方法
技术领域：
本发明属于水污染控制及修复领域，具体涉及一种处理有机废水的方法。
背景技术：
化工、印染、纺织、食品、机电、酿造、制药等行业工业生产造成大量含有机污染物的废水，威胁生态安全和人类的身体健康。常用有机废水的处理方法主要分为物理法、化学法和生物法三类，如吸附、膜分离、焚烧、萃取、湿式催化氧化法、光催化、电化学和微生物降解法等，各种技术均有各自的优势和局限性，对成分复杂、难生物降解的有机废水，迫切需要在综合各种因素的基础上发展较为普适经济的处理方法。过去零价铁用于可还原性重金属、卤代有机污染物与含硝基有机污染物的环境治理备受关注。近年来，人们发现零价铁在有氧气、双氧水、低分子量有机酸等存在条件下可产生氧化性能较强的活性氧物种-羟基自由基(-0H),该自由基可降解矿化难降解性有机污染物为无毒无害的无机小分子(C02、H20等)。不同于高级氧化技术，零价铁价廉易得，因此其可能是获取高氧化活性·0Η的重要途径之一。零价铁与双氧水体系组成类芬顿体系；同时铁氧化物以及含有铁物种的各种材料，特别是磁性铁氧化物，也可与双氧水、有机酸等组成非均相类芬顿体系，高效处理有机废水。相对于传统的均相芬顿体系(Fe2+/H202)，非均相类芬顿体系具有双氧水用量少、催化材料易回收的优点，但仍存在有效作用的PH范围窄、 催化剂易失活且难再生等问题，很难适应成分复杂、环境条件苛刻的有机废水处理。文献“铁基-聚四氟乙烯复合自润滑材料的研制”(润滑与密封，1985年02期， 25 31)介绍了铁基-聚四氟乙烯复合自润滑材料的制备工艺，机械性能和摩擦磨损方面的性能，并对它的减摩机理作了初步探讨，将其作为一种润滑材料应用。
发明内容
本发明的目的在于根据现有有机废水处理技术中的上述不足，提供一种新的有机废水处理方法。本发明通过以下技术方案实现上述目的
一种处理有机废水的方法，是用有机塑料不完全包覆铁基材料制备成包覆型铁基材料，置入PH值为3 7的有机废水中进行处理；所述有机塑料为聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯，所述铁基材料为零价铁，可以选用磁铁、铁丝、铁板、废铁屑、铁珠、铁合金等各种材质作为铁基材料。采用有效暴露面的包覆型铁基材料作为非均相类芬顿反应催化剂，可尽量提供充分的反应活性中心，直接还原可还原性有机污染物以便于耦合其他工艺达到无害化目的， 同时避免自身大面积快速腐蚀或失活，而且具有回收方便再生可利用性强的优点。作为一种优选方案，上述处理有机废水的方法还可以在处理过程中加入少量双氧水，优选加入双氧水的终浓度低于10mM。搭配微量双氧水可产生活性氧物质，彻底矿化各种有机污染物。总体而言，所用双氧水的量与加入双氧水后的处理时间显著低于不加双氧水的方案，处理的污染物浓度可高出十倍以上。上述处理有机废水的方法中，所述有机废水为含有甲基橙、活性艳红、五氯酚、邻氯苯酚或罗丹明B中的一种或几种的有机废水。所述有机塑料与铁基材料表面交替排列暴露，制备成包覆型铁基材料。处理时间优选为广10小时。包覆型铁基材料置入pH值为 3 7的有机废水中进行处理的方式为搅拌，如可以制成颗粒、棒状等形状，搭配泵、搅拌机等装置进行水处理。上述处理有机废水的方法，适用环境为有机废水中污染物为染料时，染料浓度在 500mg/L以下，有机污染物为有机氯(如氯酚)时，有机氯浓度不高于100mg/L。上述处理方法处理后的包覆型铁基材料，可以通过磁吸回收、网收等方式进行回收再利用。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
本发明的处理方法可以用于各种有机污染的水处理，针对不同行业工业典型有机污染物特点因地制宜进行调整，可克服以往各种技术的不足，方便易操作且效率高。本发明包覆型铁基材料及其使用方法对周围环境、地表水、地下水等不会造成二次污染，保障生态安全和人体健康。本发明所采用的铁基材料原料来源广泛、成本低、制作过程简单、性能稳定、环境友好，反应效率高、可重复使用，达到饱和后可回收利用，使用寿命长。零价铁处理染料等有机污染物的废水报道较多，有的用纳米零价铁，有的则是这些铁丝铁板等，但存在问题即是腐蚀很快回收再利用性差，且零价铁用于还原领域较多，本专利核心是不完全包覆型铁基材料的使用，另一突出的要点是配合微量双氧水可达到彻底矿化的目的，有文献报道零价铁粉搭配双氧水处理有机污染物的良好结果，同样存在零价铁回收困难也腐蚀较为严重的情况，因此采用不完全包覆型铁基材料可以非常高效地处理有机废水，同时避免铁基材料大面积腐蚀，易于回收再利用。
图1为不同体系处理罗丹明B废水半小时的效果对比(pH = 5)，其中1表示单纯零价铁粉(投加量lg/L)处理组，2表示单纯双氧水(投加量2mM)处理组，3表示零价铁粉(lg/ L) +双氧水(2mM)处理组，4表示聚四氟乙烯包覆的磁铁芯+双氧水(0. 5mM)处理组。
具体实施例方式实施例1
聚乙烯包覆的废铁丝直径5毫米、长20厘米每隔两厘米暴露圆周，作为搅拌机的搅拌叶，于PH3到pH7范围内可高效还原处理偶氮类染料，半小时内可将200mL溶液中IOOmg/ L甲基橙、活性艳红等染料完全脱色，显著提高其可生化性(pH越低处理时间越短，如pH为 3时反应不到10分钟就可以将200mL溶液中100mg/L甲基橙、活性艳红等染料完全脱色)。 该材料成本低廉、制作过程简单，重复30次其效率下降不到5%，同时其操作方便，可搭配不同装置高效处理染料废水。实施例2
聚丙烯包覆的铁丝直径5毫米、长20厘米每隔两厘米暴露圆周，作为搅拌机的搅拌叶，于pH3到pH7范围内可高效还原处理氯酚类有机污染物(pH越低处理时间越短)，一小时内可将200mL溶液中10mg/L五氯酚、邻氯苯酚等氯酚类有机污染物脱氯率高达75%以上，显著提高其可生化性。该材料成本低廉、制作过程简单，重复十次其效率下降不到10%，同时其操作方便，可搭配不同装置高效处理氯酚类有机废水。实施例3
聚乙烯包覆铁板(2m X 2m X 0. 5cm)暴露一面，作为搅拌机的搅拌叶，于pH3到pH7 范围内可高效氧化降解氯酚类有机污染物(pH越低处理时间越短)，一小时内可将200mL溶液中50mg/L五氯酚、邻氯苯酚等氯酚类有机污染物完全降解。该材料成本低廉、制作过程简单，重复三十次其效率下降不到10%，同时其操作方便，可搭配不同装置高效氧化降解氯酚类有机废水。实施例4
如图1所示(不同体系处理罗丹明B废水半小时的效果对比(pH = 5)，其中1表示单纯零价铁粉(投加量lg/L)处理组，2表示单纯双氧水(投加量2mM)处理组，3表示零价铁粉 (lg/L)+双氧水(2mM)处理组，4表示聚四氟乙烯包覆的磁铁芯+双氧水(0. 5mM)处理组)， 相比较于单纯零价铁、单纯双氧水以及零价铁粉加双氧水体系，聚四氟乙烯包覆的磁铁芯直径5毫米、长10厘米暴露两端，作为搅拌器的搅拌子，在终浓度为0. 5 mM双氧水共同作用下于pH5. 0可高效氧化降解罗丹明B ahB)，半小时即可达到98%的脱色率，一小时内可将200mL溶液中50mg/L MiB完全降解；零价铁粉腐蚀严重难以回收重复利用。该聚四氟乙烯包覆的磁铁芯材料成本低廉、制作过程简单，重复上百次其效率下降不到5%，同时其操作方便，可搭配不同装置高效氧化降解染料有机废水。
权利要求
1.一种处理有机废水的方法，其特征在于是用有机塑料不完全包覆铁基材料制备成包覆型铁基材料，置入PH值为;Γ7的有机废水中进行处理；所述有机塑料为聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯，所述铁基材料为零价铁。
2.根据权利要求1所述处理有机废水的方法，其特征在于在处理过程中加入双氧水。
3.根据权利要求1所述处理有机废水的方法，其特征在于所述有机废水为含有甲基橙、活性艳红、五氯酚、邻氯苯酚或罗丹明B中的一种或几种物质的废水。
4.根据权利要求1所述处理有机废水的方法，其特征在于所述有机塑料与铁基材料表面交替排列暴露，制备成包覆型铁基材料。
5.根据权利要求1所述处理有机废水的方法，其特征在于处理时间为广10小时。
6.根据权利要求1所述处理有机废水的方法，其特征在于包覆型铁基材料置入PH值为 3^7的有机废水中进行处理的方式为搅拌。
7.根据权利要求6所述处理有机废水的方法，其特征在于搅拌速度为20(Γ500转/分钟。
8.根据权利要求1所述处理有机废水的方法，其特征在于废水中有机污染物为染料时，染料浓度在500mg/L以下，有机污染物为有机氯时，有机氯浓度不高于100mg/L。
9.根据权利要求1所述处理有机废水的方法，其特征在于处理完毕后，通过磁吸或网收进行回收再利用。
全文摘要
本发明公开了一种处理有机废水的方法，该方法是用有机塑料不完全包覆铁基材料制备成包覆型铁基材料，置入pH值为3~7的有机废水中进行处理；所述有机塑料为聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯，所述铁基材料为零价铁。本发明所采用的铁基材料原料来源广泛、成本低、制作过程简单、性能稳定、环境友好，反应效率高、可重复使用，使用寿命长。本发明的处理方法可以用于各种有机污染的水处理，针对不同行业工业典型有机污染物特点因地制宜进行调整，可克服以往各种技术的不足，方便易操作且效率高。
文档编号C02F101/36GK102372355SQ201110302520
公开日2012年3月14日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者侯梅芳, 唐小燕, 廖琳 申请人:广东省生态环境与土壤研究所