用綠色濕式氧化法處理工業廢水中多種有機污染物的方法技術

本發明專利技術涉及環境保護技術領域，是一種用綠色濕式氧化法處理工業廢水中多種有機污染物的方法，其特征是，將含有有機污染物的工業廢水送入帶有內襯的不銹鋼反應釜內，再向反應釜內中加入水合肼催化劑，然后充入0.2～1.2MPa的氧氣；在反應溫度為70～300℃、反應壓力為0.1～5Mpa、其中氧氣分壓為0.1～3Mpa的條件下進行攪拌反應，攪拌速度為100rpm～1000rpm，反應時間為30分鐘～8小時，將有機污染物氧化降解為水、二氧化碳、有機小分子酸等物質；本發明專利技術的積極效果為：催化活性高、反應條件較溫和、可對工業廢水中的多種有機污染物進行有效處理且綠色環保，經濟性能和安全性能好，具有工業化應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及環境保護及化學處理
，具體地說，是一種用綠色濕式氧化法處理工業廢水(包括紙漿漂白廢水)中多種有機污染物的方法。
技術介紹
目前，有機物被廣泛應用于生產實際中，例如，防腐劑、除草劑和殺菌劑的生產要采用氯酚和苯酚類有機物，造紙行業要采用大量的氯酚，硝基苯酚、苯胺和硝基苯是炸藥、 醫藥、殺蟲劑、防腐劑和燃料等生產中廣泛應用的原料或中間體。但是，這些工業生產排放的工業廢水中往往含有苯環的有機污染物，它們有很大的毒性、有嚴重致癌致畸作用，若不進行及時的處理會嚴重影響人類的生活環境，因此，有效去除工業廢水中眾多的有機化合物是保護環境的重大目標之一。而在眾多的工業廢水中，造紙工業排放的廢水是主要的來源之一。造紙工業廢水按其生產環節分為紙漿廢水、中段廢水和紙機白水。其中，紙漿廢水可以回收利用，紙機白水通過氣浮或多盤真空過濾也可直接回用于生產，而中段廢水就是一般常說的造紙廢水，即污染最嚴重的漂白段廢水，它含有40多種有機氯化物，其中的10 多種是有劇毒的，以各種氯代酚為最多，如二氯代酚、三氯代酚等。如何有效地處理造紙廢水也是目前工業廢水治理的研究熱點之一。目前，清除工業廢水中有機化合物的主要方法有生物法、物化法和化學法三大類。其中，生物法處理的時間特別長并且不適合處理高濃度的有機廢水，此外，它還容易產生毒性更大的二惡英類污染物。所述物化法又包括吸附法、混凝法、膜分離法吸附法是采用多孔的固體吸附劑，利用固-液相界面上的物質傳遞，使廢水中的有機污染物轉移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離除去的方法，但是，該方法只是將有機物從一相轉移到另外一相，并未有效去除有機物。混凝法通過混凝可降低中段水的濁度、色度，去除高分子物質、呈懸浮狀或膠體狀的有機污染物和某些重金屬物質，但是，該方法只能去除部分污染物，不能完全去除水中的有機污染物。膜分離法是以選擇性通透膜為分離介質，在兩側加以某種推動力，使待分離物質選擇性地透過膜，從而達到分離或提純的目的，但是，該方法中所使用的膜難易重復使用且容易損害。所述化學法主要是指濕式氧化法和催化濕式氧化法，它們都是通過自由基反應來降解有機化合物。20世紀70年代以來，人們已經發展了多種處理有機化合物的方法例如，處理三氯苯酚的有=Meunier的鐵酞箐和雙氧水的氧化體系(Meunier，B. , Science, 1996)、Collins的四氨基鐵大環化合物和雙氧水的氧化體系 (Collins, Τ. J.，Science, 2002)以及Liang的亞硝酸鈉和氧氣的氧化體系(Liang, X.， Angew. Chen. Int. Ed. , 2005)，這些氧化體系均能高效快速地去除三氯苯酚。但是，它們只是用于較窄的有機化合物的降解并且要向環境中引入新的化合物或鹽，不能達到理想的、完全綠色的降解要求。Sen的鈀、氫氣或一氧化碳和氧氣的氧化體系(kn，Α., J. Am. Chem. Soc. , 1996)能夠有效地降解多種有機化合物，能用于較寬的有機化合物的降解，但是，它要采用貴金屬鈀、氫氣和一氧化碳，在經濟性能和安全性能上受到了限制。因此，到目前還沒有一種綠色環保、經濟性能和安全性能好、適用于處理多種有機化合物的治理方法。而上述的造紙廢水(即漂白段廢水)因排放量大，組成復雜且含有許多難以降解的有毒有害物質，其COD和色度通常較高，可生化性差，屬于較難處理的工業廢水。生化法雖是最常用的廢水處理方法，但對造紙廢水來說一般不能直接用生化法進行處理，需要經過預處理。而在預處理中最常用的方法是化學法。化學法中的濕式氧化法和催化濕式氧化法都是通過自由基反應來降解有機物的，其中，催化濕式氧化法能有效地降解難降解、可生化性差的有機物。中國專利文獻(CN101186402)介紹了一種用i^enton法兩步氧化處理造紙廢水的工藝，它采用雙氧水為氧化劑，用鐵鹽做催化劑，用酸堿調節PH值，最后，COD的除去率達到90 95%。但是，其不足是，它需要大量的鐵鹽，產生富營養的鐵泥，破壞生態環境。此外，韓沛等人公開了一種“光催化氧化處理造紙廢水的方法”(《武漢理工大學學報》2009，12，81-83)，它采用的催化劑是納米的二氧化鈦，COD去除率能達到70%以上。楊德敏和王兵對應用于造紙廢水處理的幾種高級氧化技術進行了介紹和比較(《中國造紙》 2010，7，69-73)，他們在文章中總結了各種氧化處理技術的優缺點對于!^enton氧化法， 它具有氧化能力相對較弱、引入大量鐵離子的缺點；對于光催化氧化法，它具有光源利用率低、降解不徹底的缺點，一般還要用到光敏金屬做催化劑；對于電催化氧化法，它具有電極材料不易選擇、能耗高、設備成本較高的問題；對于臭氧氧化法，它存在降解后臭氧的再處理問題；而對于濕式氧化法，它的反應溫度高、反應壓力大，對設備材料要求高。面對氧化處理造紙廢水的各種方法存在的缺點或不足，本申請的專利技術人想尋找一個能解決這些問題的氧化體系。
技術實現思路
本專利技術的目的在于研發并提供一種用綠色濕式氧化法處理工業廢水(包括紙漿漂白廢水)中多種有機污染物的方法，它具有綠色環保、經濟性能和安全性能好的優點，適用于處理工業廢水(包括紙漿漂白廢水)中的多種有機化合物。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為，其特征是，將含有有機污染物的工業廢水送入帶有內襯的不銹鋼反應釜內，再向反應釜內中加入催化劑，然后充入 0. 2 1. 2MPa的氧氣；在反應溫度為70 300°C、反應壓力為0. 1 5Mpa、其中氧氣分壓為0.1 3Mpa的條件下進行攪拌反應，攪拌速度為IOOrpm lOOOrpm，反應時間為30分鐘 8小時，將有機污染物氧化降解為水、二氧化碳、有機小分子酸等物質。所述催化劑為非金屬且無殘留的N、H化合物，催化劑以NH2NH2 · H2O為活性成分。所述催化劑為能提供多種自由基為活性成分的水合聯氨(水合胼)。所述水合聯氨對于模型污染物的用量為水合聯氨的用量為廢水中需去除的有機污染物的0. 1 15倍/摩爾比。所述水合聯氨在處理紙漿漂白廢水時的用量為水合聯氨的用量為紙漿漂白廢水中每100mg/L的COD加入0. 01 0. 15mmol的水合聯氨。所述的反應溫度為90 200°C，反應壓力為0. 1 5Mpa，其中氧氣分壓為0. 2 1.5Mpa,反應時間為1 4小時。所述催化劑為一次性加入或者是分批加入。本專利技術所述可去除的有機污染物的結構式為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．用綠色濕式氧化法處理工業廢水中多種有機污染物的方法，其特征在于，將含有有機污染物的工業廢水送入帶有內襯的不銹鋼反應釜內，再向反應釜內中加入催化劑，然后充入０．２～１．２ＭＰａ的氧氣；在反應溫度為７０～３００℃、反應壓力為０．１～５Ｍｐａ、其中氧氣分壓為０．１～３Ｍｐａ的條件下進行攪拌反應，攪拌速度為１００ｒｐｍ～１０００ｒｐｍ，反應時間為３０分鐘～８小時，將有機污染物氧化降解為水、二氧化碳、有機小分子酸等物質。

【技術特征摘要】
1.用綠色濕式氧化法處理工業廢水中多種有機污染物的方法，其特征在于，將含有有機污染物的工業廢水送入帶有內襯的不銹鋼反應釜內，再向反應釜內中加入催化劑，然后充入0. 2 1. 2MPa的氧氣；在反應溫度為70 300°C、反應壓力為0. 1 5Mpa、其中氧氣分壓為0. 1 3Mpa的條件下進行攪拌反應，攪拌速度為IOOrpm lOOOrpm，反應時間為30 分鐘 8小時，將有機污染物氧化降解為水、二氧化碳、有機小分子酸等物質。2.根據權利要求1所述的用綠色濕式氧化法處理工業廢水中多種有機污染物的方法， 其特征在于，所述催化劑為非金屬且無殘留的N、H化合物，催化劑以NH2NH2 · H2O為活性成分。3.根據權利要求1所述的用綠色濕式氧化法處理工業廢水中多種有機污染物的方法， 其特征在于，所述催化劑為能提供多種自由基為活性成分的水合聯氨。4.根據權利要求3所述的用綠色濕式氧化法處理工業廢水中多種有機污染物的方法， 其特征在于，所述水合聯氨對于模型污染物的用量為水合聯氨的用量為廢水中需去除的有機污染物的0. 1 15倍/摩爾比。5.根據權利要求3所述的用綠色濕式氧化法處理工業廢水中多種有機污染物的方法， 其特征在于，所述水合聯氨在處理...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉仁華，路瓊瓊，廖能成，褚長虎，楊德俊，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：31