一种类芬顿催化降解农药废水的方法与流程

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种紫外光照射联合负载型fe-ce催化剂类芬顿催化降解农药废水的方法。

背景技术：

我国作为世界第一农药生产大国，其生产废水是当今最重要的水污染源之一。农药废水的处理方法主要有：物理法、化学法和生物法。类fenton氧化法作为一种高效化学方法，表现出明显的优势。此外，利用紫外光（uv）强化可使类fenton反应体系中铁羟基络合物发生敏化反应，进一步提高农药废水中难降解有机物的处理效果。

然而，虽然uv-fenton法处理难降解工业废水的研究工作一直在开展，但在提高催化剂性能和降低对污染物的选择性方面的研究还很不成熟，从一定程度上限制了uv-fenton法的推广应用。

农药废水中有机物的降解机理，是在酸性条件下产生大量羟基自由基（•oh），通过·oh的强氧化性降解废水中的有机物，最终转变为二氧化碳（co2）、水（h2o）或无机盐等小分子物质，同时为了提高fenton法中双氧水的利用率，常常通过与其他工艺的联用来达到有机污染物更好的降解效果，具体可分为uv-fenton法、电-fenton法、超声-fenton法、微波-fenton法等。其中，uv-fenton法利用紫外线和亚铁离子（fe2+）对双氧水（h2o2）的催化分解存在协同作用，产生更多的•oh以达到对有机污染物的高效去除。但是，利用常规的fe2+作为铁源，不仅对反应的ph范围要求高，还会产生大量的铁泥，增加后期处理费用。

在环境催化领域，稀有金属铈（ce）是最常见的助剂之一，将ce与fe同时负载于椰壳活性炭上，可起到分散活性组分，增加活性位点的作用，与传统的使用fe2+为催化剂相比，催化活性大大提高。

因此，寻找新型复合催化剂，控制适宜的反应条件，从而提高难降解有机污染物的处理效果，降低fenton体系的运行成本，促进其实际应用价值具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种反应速率快、成本低、分解彻底、稳定性好的农药废水的处理应用方法。本发明将fe、ce同时负载在椰壳活性炭上，得到的负载催化剂具有活性高、易分离等特点。本发明有助于大大提高农药废水的降解效率，降低处理成本，催化剂可高效重复利用，方法具有较高的实际价值。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种类芬顿催化降解农药废水的方法，包括向农药废水中加入负载型fe-ce催化剂及进行紫外光照射操作，还包括有基于类fenton反应降解农药废水中的有机污染物，其特征在于，包括以下操作步骤：

s1、废水的初步处理：选择高浓度污水或低浓度污水添加至搅拌罐中做混合搅拌，之后输送至过滤设备中做过滤处理，通过管道输送至搅拌设备中，进行磁力搅拌；

s2、废水的再处理：向s1中的搅拌设备投加硫酸，然后再投加入负载型fe-ce催化剂，并磁力搅拌5min；

s3、废水照射：向s2中的搅拌设备投加双氧水，并使用紫外灯照射，设置磁力搅拌时间1h；

s4、废水的后续处理：向s3中的搅拌设备内投加微量pac和pam，然后对废水做静置处理，并设置静置时间为10min，之后对废水做过滤处理；

s5、废水处理再利用：将s4中过滤后的废水排出，并将废水排出后的催化剂泥渣做回收处理，在管道连接下做洗涤处理后输送至磁力搅拌设备中，对废水进行回收再处理。

优选的，所述载型fe-ce催化剂制备方法为：按比例称取定量硝酸铁及硝酸铈，浸入4ml水中，搅拌使其完全溶解；

随后按顺序加入1ml氨水和10g椰壳活性炭；

然后把混合溶液放入50℃水浴中恒温震荡1h；

然后将上述混合液进行抽滤并收集产物，用蒸馏水洗涤3次；

将洗涤后的收集产物在干燥箱内105℃条件下烘焙2h；

然后将烘焙后产物放入马弗炉中，于400℃条件下焙烧1.5h，即可得到需要的负载型催化剂。

优选的，所述负载型fe-ce催化剂投放比例范围为n（fe）：n（ce）=1:0.05-1：1，并且催化剂加入量按n（fe）：n（h2o2）=1:20比例投加。

优选的，所述s3中双氧水质量浓度为30%，且双氧水加入量按农药废水中cod：n（h2o2）=1:1.125的比例投加。

优选的，调节所述s2中的农药废水的ph为酸性，且ph为3-5。

优选的，所述s5中的洗涤次数为3次。

本发明的有益效果是：

1、本发明，对农药废水和难降解的工业废水中的有机污染物，具有高效的去除效率，cod去除率可达92%以上，通过合理选择催化剂中金属配比，提高了双氧水的有效利用率，大大降低了药剂使用成本。

2、本发明中，所用的催化剂并未通过高温焙烧和h2还原的过程进行活化，很大程度上降低了催化剂重复使用成本，同时，传统负载方法采用传统浸渍法，并且进行负载时加入氨水，使得重复利用性能显著提高。

附图说明

图1为本发明提出的一种类芬顿催化降解农药废水的方法的工艺流程图；

图2为本发明提出的一种类芬顿催化降解农药废水的方法的实施农药废水处理的有机污染物去除率曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种类芬顿催化降解农药废水的方法，包括向农药废水中加入负载型fe-ce催化剂及进行紫外光照射操作，还包括有基于类fenton反应降解农药废水中的有机污染物，其特征在于，包括以下操作步骤：

s1、废水的初步处理：选择高浓度污水或低浓度污水添加至搅拌罐中做混合搅拌，之后输送至过滤设备中做过滤处理，通过管道输送至搅拌设备中，进行磁力搅拌；

s2、废水的再处理：向s1中的搅拌设备投加硫酸，农药废水的ph为酸性，且ph为3-5，然后再投加入负载型fe-ce催化剂，并磁力搅拌5min；

s3、废水照射：向s2中的搅拌设备投加双氧水，双氧水质量浓度为30%，且双氧水加入量按农药废水中cod：n（h2o2）=1:1.125的比例投加，并使用紫外灯照射，设置磁力搅拌时间1h；

s4、废水的后续处理：向s3中的搅拌设备内投加微量pac和pam，然后对废水做静置处理，并设置静置时间为10min，之后对废水做过滤处理；

s5、废水处理再利用：将s4中过滤后的废水排出，并将废水排出后的催化剂泥渣做回收处理，在管道连接下做洗涤处理后输送至磁力搅拌设备中，洗涤次数为3次，对废水进行回收再处理。

其中，载型fe-ce催化剂制备方法为：按比例称取定量硝酸铁及硝酸铈，浸入4ml水中，搅拌使其完全溶解；

随后按顺序加入1ml氨水和10g椰壳活性炭；

然后把混合溶液放入50℃水浴中恒温震荡1h；

然后将上述混合液进行抽滤并收集产物，用蒸馏水洗涤3次；

将洗涤后的收集产物在干燥箱内105℃条件下烘焙2h；

然后将烘焙后产物放入马弗炉中，于400℃条件下焙烧1.5h，即可得到需要的负载型催化剂。

负载型fe-ce催化剂投放比例范围为n（fe）：n（ce）=1:0.05-1：1，并且催化剂加入量按n（fe）：n（h2o2）=1:20比例投加。

实施例一：

在25℃条件下，取250mlcod浓度为1200mg/l的农药废水，用稀硫酸将ph调节至4，加入1.7g负载型fe-ce催化剂，其中n（fe）：n（ce）=1:0.05，使用磁力搅拌器搅拌5min，加入30%质量分数双氧水4.6ml，磁力搅拌1h，并使用快速消解分光光度法进行分析。

分析结果如图2所示，在反应进行1h时，cod去除率可达到92%，说明农药废水中有机污染物已基本全部降解。

实施例二：

在25℃条件下，取250mlcod浓度为1700mg/l的农药废水，用稀硫酸将ph调节至5，加入2.0g负载型fe-ce催化剂，其中n（fe）：n（ce）=1:0.1，使用磁力搅拌器搅拌5min，加入30%质量分数双氧水6.2ml，磁力搅拌1h，并使用快速消解分光光度法进行分析。

分析结果如图2所示，在反应进行50min时，cod去除率可达到94%，说明农药废水中有机污染物已基本全部降解。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。