专利名称：一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法
技术领域：
本发明涉及环境污染控制技术领域，尤其涉及一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法。
背景技术：
1894年由Fenton所发现，亚铁离子(Fe2+)为过氧化氢(H2O2)的催化剂，产生一种高氧化能力的自由基，(氢氧自由基，· 0H)，将废水中的有机物最终氧化成二氧化碳和水以 消除污染。利用电化学法产生的Fe2+和H2O2作为持续来源我们称之为电解芬顿法。电解槽通电时，铁阳极失去两个电子被氧化成Fe2+，Fe2+与加入的H2O2发生芬顿反应生成· 0H。在该体系中导致有机物降解的因素除· OH外，还有Fe2+、Fe3+，虽然部分Fe2+、Fe3+可水解成Fe (OH)2^Fe (OH) 3可以沉淀下来，但仍然有大量的Fe2+、Fe3+仍然存在于废水中，这一方面带来水的铁离子污染，另一方面由于黄色铁的存在，会影响水的感官。膨润土是以蒙脱石(Montmorillonite)为主要矿物的粘土岩。蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，由两个硅氧四面体中间夹一个铝(镁)氧(氢氧)八面体组成，属于2 I型的三层粘土矿物。晶层间距离为O. 96^2. 14nm，这些纳米片层团聚在一起，形成几百纳米到几微米的粘土颗粒。由于膨润土表面硅氧结构极强的亲水性及层间阳离子的水解，未经改性的膨润土吸附处理有机污染物的性能非常差。但膨润土有很强的阳离子交换能力，在一定的物理-化学条件下，不仅Ca2+、Mg2+、Na+、K+等可相互交换，而且可以和有机阳离子(如阳离子表面活性剂)交换晶层间的阳离子。将铁交换到膨润土层间，可以制备得到膨润土负载的铁催化剂(蒙脱石-铁(III)催化剂的研究，河北大学学报(自然科学版)，2001，第I期，65页)，具有较好的催化效果，但该过程复杂，需要搅拌、洗涤、烘干、活化等一系列步骤。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中电芬顿产生的铁离子难去除、污染物去除效率低、膨润土负载铁催化剂过程复杂的不足，提供一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法。为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法，步骤如下在电解槽中加入有机废水，再加入膨润土，电解槽阳极电极为铁电极，阴极电极为石墨电极，接通电解槽电流，整个过程中持续搅拌，反应结束后，沉淀分离，废水即可达标排放。所述的膨润土为粉碎过5(Γ100目筛的干燥膨润土。所述的膨润土和废水的固液质量比为I :10(Γ500。所述的H2O2溶液用量为每升废水中加入O. Γ0. 2mL H2O2溶液，本发明所用的H2O2溶液为普通市售质量分数为30%的H2O2溶液。
所述的电解槽电流为5 40mA，每接通15 20min后，断开3(T40min，循环操作，反应总时间3 6h。所述的搅拌转速为50 150r/min。本发明的有益效果是(I)电解中铁电极被逐步氧化进入溶液和加入的H2O2反应产生强氧化剂· 0H，促进污染物分解。间歇通电可以节省不少电能。(2)利用膨润土本身的吸附能力，将废水中的污染物吸附到固体表面，有利于电解。(3)利用膨润土的阳离子交换性能，将电解产生的铁离子交换到膨润土层间，一方·面可以降低废水中残存的铁离子浓度，另一方面可以得到具有催化活性的铁离子改性膨润土。
具体实施例方式以下进一步提供本发明的3个实施例实施例I在电解槽中加入浓度为30mg/L的染料橙II废水，再加入粉碎过100目筛的干燥膨润土，膨润土和废水的固液质量比为I :500，每升废水中加入O. 2mLH202(30%，质量分数)，电解槽阳极电极为铁片电极，阴极为石墨电极，接通电解槽电流40mA，每接通20min后，断开40min，循环操作，整个过程中持续搅拌，搅拌转速为150r/min，经过总时间3h，废水中有机物被氧化降解，沉淀分离，分析废水中污染物浓度，去除率达到98. 7%，废水中残余的铁离子浓度为I. 4mg/L。沉淀得到的膨润土经105°C烘干后，作为催化剂继续用来处理废水，在IL浓度为25mg/L的染料橙II废水中加入该沉淀得到的膨润土 Ig和O. ImL的H2O2 (30%，质量分数)，搅拌50min，沉淀分离，分析废水中污染物浓度，去除率达到98. 5%。对于同样的废水，在同样电芬顿条件下，但未加入膨润土，在相同的处理时间里，污染物去除率为75. 1%，铁离子浓度为3. 2g/L ;断开电流，在处理后的废水中继续加入膨润土，膨润土和废水的固液质量比为I :500，整个过程中持续搅拌，拌转速为150r/min，经过总时间3h，沉淀分离，最终得污染物总去除率为78. 3%，铁离子浓度为11. 7mg/L。在于同样的废水，在相同条件下，仅加入同样量的膨润土，但不接通电流，在相同的处理时间里，污染物去除率为2. 1% ;沉淀分离，去除上述废水中膨润土，把废水放入电解槽中每升废水中加入O. 2mL H2O2 (30%，质量分数)，电解槽阳极电极为铁片电极，阴极为石墨电极，接通电解槽电流40mA,每接通20min后，断开40min,循环操作,整个过程中持续搅拌，搅拌转速为150r/min，经过总时间3h，最终得污染物总去除率为73. 5%，铁离子浓度为3. 4g/L。实施例2在电解槽中加入浓度为25mg/L的染料酸性红废水，再加入粉碎过50目筛的干燥膨润土，膨润土和废水的固液质量比为I :100，每升废水中加入O. ImLH2O2(30%，质量分数)，电解槽阳极电极为铁片电极，阴极电极为石墨电极，接通电解槽电流5mA，每接通15min后，断开30min,循环操作，整个过程中持续搅拌,搅拌转速为50r/min,经过总时间6h,废水中有机物被氧化降解，沉淀分离，分析废水中污染物浓度，去除率达到99. 1%，废水中残余的铁离子浓度为2. lmg/L。沉淀得到的膨润土经105°C烘干后，作为催化剂继续用来处理废水，在IL浓度为25mg/L的染料酸性红废水中加入该沉淀得到的膨润土 Ig和O. ImL的H202(30%，质量分数)，搅拌50min，沉淀分离，分析废水中污染物浓度，去除率达到98. 8%。对于同样的废水，在同样电芬顿条件下，但未加入膨润土，在相同的处理时间里，污染物去除率为71. 2%，铁离子浓度为2. 7g/L ;断开电流，在处理后的废水中继续加入膨润土，膨润土和废水的固液质量比为I :500，整个过程中持续搅拌，拌转速为150r/min，经过总时间3h，沉淀分离，最终得污染物总去除率为73. 3%，铁离子浓度为13. 4mg/L。在于同样的废水，在相同条件下，仅加入同样量的膨润土，但不接通电流，在相同 的处理时间里，污染物去除率为I. 7% ;沉淀分离，去除上述废水中膨润土，把废水放入电解槽中每升废水中加入O. ImL H2O2 (30%，质量分数)，电解槽阳极电极为铁片电极，阴极电极为石墨电极，接通电解槽电流5mA,每接通15min后，断开30min,循环操作,整个过程中持续搅拌，搅拌转速为50r/min，经过总时间6h，最终得污染物总去除率为72. 7%，铁离子浓度为
3.7g/L。实施例3在电解槽中加入浓度为15mg/L的苯酚废水，再加入粉碎过100目筛的干燥膨润土，膨润土和废水的固液质量比为I :500，每升废水中加入O. ImL H2O2 (30%，质量分数)，电解槽阳极电极为铁片电极，阴极电极为石墨电极，接通电解槽电流40mA，每接通20min后，断开40min,循环操作，整个过程中持续搅拌,搅拌转速为100r/min,经过总时间5h,废水中有机物被氧化降解，沉淀分离，分析废水中污染物浓度，去除率达到96. 7%，废水中残余的铁离子浓度为I. 7mg/L。沉淀得到的膨润土经105°C烘干后，作为催化剂继续用来处理废水，在IL浓度为15mg/L的苯酚废水中加入该沉淀得到的膨润土 Ig和O. ImL的H2O2 (30%，质量分数)，搅拌50min，沉淀分离，分析废水中污染物浓度，去除率达到97. 2%。对于同样的废水，在同样电芬顿条件下，但未加入膨润土，在相同的处理时间里，污染物去除率为65. 2%，铁离子浓度为4. 7g/L ;断开电流，在处理后的废水中继续加入膨润土，膨润土和废水的固液质量比为I :500，整个过程中持续搅拌，拌转速为150r/min，经过总时间3h，沉淀分离，最终得污染物总去除率为70. 5%，铁离子浓度为10. 3mg/L。在于同样的废水，在相同条件下，仅加入同样量的膨润土，但不接通电流，在相同的处理时间里，污染物去除率为I. 3% ;沉淀分离，去除上述废水中膨润土，把废水放入电解槽中每升废水中加入O. ImL H202(30%，质量分数)，电解槽阳极电极为铁片电极，阴极电极为石墨电极，接通电解槽电流40mA,每接通20min后，断开40min,循环操作，整个过程中持续搅拌，搅拌转速为100r/min，经过总时间5h，最终得污染物总去除率为73. 5%，铁离子浓度为 4. 5g/L。
权利要求
1.一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法，其特征在于步骤如下 在电解槽中加入有机废水，再加入膨润土，电解槽阳极电极为铁电极，阴极电极为石墨电极，接通电解槽电流，整个过程中持续搅拌，反应结束后，沉淀分离，废水即可达标排放。
2.根据权利要求I所述的膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法，其特征在于所述的膨润土为粉碎过5(Γ100目筛的干燥膨润土。
3.根据权利要求I所述的膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法，其特征在于所述的膨润土和废水的固液质量比为I :10(Γ500。
4.根据权利要求I或4所述的膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法，其特征在于所述的H2O2溶液用量为每升废水中加入O. Γ0. 2mL H2O2溶液。
5.根据权利要求I所述的膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法，其特征在于 所述的电解槽电流为5 40mA,每接通15 20min后，断开3(T40min,循环操作，反应总时间3 6h。
6.根据权利要求I所述的膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法，其特征在于所述的搅拌转速为50 150r/min。
全文摘要
本发明提供一种膨润土参与的电芬顿处理有机废水的方法，步骤如下在电解槽中加入有机废水，再加入干燥膨润土，每升废水中加入0.1~0.2mL H2O2溶液，电解槽阳极电极为铁片电极，阴极电极为石墨电极，接通电解槽电流5~40mA，每接通15~20min后，断开30~40min，循环操作，整个过程中持续搅拌，搅拌转速为50~150r/min，经过总时间3~6h，废水中有机物被氧化降解，沉淀分离，废水可以达标排放。利用膨润土的阳离子交换性能，将电解产生的铁离子交换到膨润土层间，一方面可以降低废水中残存的铁离子浓度，另一方面可以得到具有催化活性的铁离子改性膨润土。
文档编号C02F1/28GK102942241SQ20121032971
公开日2013年2月27日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者马建锋, 邹静, 姚超, 李定龙 申请人:常州大学