高氯酸盐废水催化还原快速处理方法

发布时间：2018-4-26 14:58:04  中国污水处理工程网

　　申请日2015.01.14

　　公开(公告)日2016.02.03

　　ipc分类号c02f1/70; c02f1/58; c02f101/12

　　摘要

　　本发明涉及一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法。其特征在于，采用纳米铁作催化剂的高氯酸铵废水中高氯酸根离子快速还原处理，步骤如下：用无机酸将高氯酸铵废水溶液的酸度调整为酸性，投加纳米金属铁催化剂，反应温度控制在60～95℃，其间不断添加无机酸以维持反应的酸度，振荡或机械搅拌下进行反应。本发明同现有技术相比优势在于：采用本发明优化工艺只需2小时高氯酸盐废水的去除率就可以达到80%以上，3小时高氯酸盐废水的去除率可达94%。不仅可以避免二次污染，而且实施操作简便、快速且效率高。

　　权利要求书

　　1.一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法，其特征在于：采用纳米铁作催化剂的高氯酸铵废水中高氯酸根离子快速还原处理，包括以下步骤：

　　步骤1：用无机酸将高氯酸铵废水溶液的酸度调整为酸性;所述的高氯酸铵废水浓度应在20ppm-2000ppm范围内;所述的调整酸性后的高氯酸铵废水溶液的ph值控制在0.5～4 之间;

　　步骤2：投加纳米金属铁催化剂，控制反应温度;所述的反应温度控制在60℃～95℃;

　　步骤3：投加纳米金属铁催化剂后，振荡或机械搅拌下进行反应，其间不断添加无机酸以维持反应的酸度;得到最终的反应产物氯离子和水。

　　2.根据权利要求1所述的一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法，其特征在于：所述的投加纳米金属铁催化剂的质量百分数为3%～5%。

　　3.根据权利要求1所述的一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法，其特征在于：所述的反应时间为1.5～3.5小时;所述的搅拌速度为100～150转/分。

　　4.根据权利要求1所述的一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法，其特征在于：所述的无机酸为市售盐酸;调整废水酸性的滴加量为0.02～0.1毫升/升废水。

　　说明书

　　一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法

　　技术领域

　　本发明属于废水处理技术领域，涉及一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法，特别是涉及一种纳米铁为催化剂的高氯酸盐废水催化还原快速预处理方法。

　　背景技术

　　高氯酸盐是一种能够对染色体和生殖细胞(特别是精子)的形成产生毒性作用并能够降低人体甲状腺功能的无机污染物。高氯酸铵是常用的氧化剂和高能组分，有些工业废水中的高氯酸铵浓度高达10000ppm。由于高氯酸盐在水溶液中呈现化学惰性，当浓度含量小于10%时，与大多数还原性离子不发生反应，常规的处理技术如混凝，过滤、活性炭吸附、还原剂离子等均不能有效去除，因此高氯酸铵属于难处理的废水，而且吸附技术还存在二次污染的问题，生物技术存在处理周期长的问题。

　　高氯酸盐废水催化还原技术属无毒化处理技术，采用零价铁催化分解中低浓度(1ppm-100ppm)的高氯酸铵废水已有研究，moore等(environscitechnol,2003,37(14):3189-3198.)利用铁降解0.1mmol/l高氯酸盐废水，处理时间高达336h。seok-youngohde(journalofhazardousmaterials,2006,129:304-307)利用微波高温加热降解0.5mmol/l高氯酸盐废水，但其所需的处理温度高(200℃)。彭银仙(江苏科技大学学报，2010,24(6):601-618)等针对纳米铁存在易团聚的现象，以廉价无害的羧甲基纤维素为稳定剂，用同步修饰法制备cmc-零价纳米铁(cmc-fe)微粒，应用处理20mg/l的高氯酸盐废水，降解效率和反应速率均有所提高，但其cmc-fe微粒制备技术复杂。

　　发明内容

　　针对上述现有技术状况，本发明的目的在于，提供一种高效、快速和简便的高氯酸盐废水催化还原快速处理方法。

　　现将本发明构思及技术解决方案叙述如下：

　　根据高氯酸铵单独采用催化分解或还原分解效率均不高的情况，本发明的基本构思是，利用纳米铁在酸性介质中反应并释放氢气的作用，实现对高氯酸盐废水的还原催化分解，其作用机理见下面反应式：

　　fe+2h+=fe2++h2

　　最终反应产物是氯离子和水，不存在二次污染。

　　根据上述思想，本发明提供一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法，其特征在于：

　　包括以下步骤：

　　步骤1：用无机酸将高氯酸铵废水溶液的酸度调整为酸性;所述的高氯酸铵废水浓度应在20ppm-2000ppm范围内;所述的调整酸性后的高氯酸铵废水溶液的ph值控制在0.5～4之间;

　　步骤2：投加纳米金属铁催化剂，控制反应温度;所述的反应温度控制在60℃～95℃;

　　步骤3：投加纳米金属铁催化剂后，振荡或机械搅拌下进行反应，其间不断添加无机酸以维持反应的酸度;得到最终的反应产物氯离子和水。

　　本发明进一步提供一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法，其特征在于：所述的投加纳米金属铁催化剂的质量百分数为3%～5%。

　　本发明进一步提供一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法，其特征在于：所述的反应时间为1.5～3.5小时;所述的搅拌速度为100～150转/分。

　　本发明进一步提供一种高氯酸盐废水催化还原快速处理方法，其特征在于：所述的无机酸为市售盐酸;调整废水酸性的滴加量为0.02～0.1毫升/升废水。

　　本发明同现有技术相比优势在于：采用本发明优化工艺只需2小时就可以使高氯酸盐废水的去除率达到80%以上，3小时高氯酸盐废水的去除率达到94%。不仅可以避免二次污染，而且实施操作简便、快速且效率高。