專利名稱：一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法。
背景技術(shù)：
聚乙烯醇(PVA)是紡織工業(yè)生要的化工原料，屬于難生物降解的高分子物質(zhì)。在印染工藝中，退漿工序主要是去除紡織過程中加在輕紗上的漿料，使織物纖維與染料間有更好地親和力，由于目前棉混紡織物上漿多用PVA，因此退漿廢水中含有大量PVA，由于PVA廢水中的有機(jī)物含量高，其CODcr含量達(dá)3000-4000mg/L，采用傳統(tǒng)的物化、生化方法難于降解。
目前，國內(nèi)外主要采用物化濃縮超濾法對(duì)聚乙烯醇漂漿廢水進(jìn)行回收利用，但是，這種廢水處理方法成本費(fèi)用高，只限于對(duì)聚乙烯醇濃度高的廢水；也有采用篩選分解聚乙烯醇的純菌種進(jìn)行接種處理的，但工藝復(fù)雜、不易操作，難于推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種技術(shù)操作簡單、效率高的催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是提供一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其采用均相催化氧化法，包括以下步驟(1)、測(cè)定需要處理廢水的CODcr(2)、按H2O2/CODCr(g/g)(比重比)向廢水中投加Fenton試劑，即Fe2+溶液和H2O2。
上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述的H2O2/CODCr(g/g)(比重比)為1.25-2.25。
所述H2O2的濃度為25％-30％。
Fe2+溶液和H2O2投放量為12-22∶1單位重量份。
Fe2+溶液和H2O2投放量比例為15-20∶1單位重量份。
根據(jù)需要對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。
所述的預(yù)處理后的廢水pH值范圍為4.0-7.0。
所述的預(yù)處理后的廢水最佳pH值范圍為5.0-6.0。
所述的廢水處理的時(shí)間在常溫下一般為3至10分鐘。
所述的廢水處理的時(shí)間與需要處理的廢水的溫度成反比本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過Fenton試劑法能夠使得聚乙烯醇(PVA)廢水中的CODCr的去除率達(dá)到85.1％，基本達(dá)到了工業(yè)廢水處理控制標(biāo)準(zhǔn)，而且，由于反應(yīng)條件對(duì)溫度沒有特定要求，在常溫下即可實(shí)現(xiàn)，催化氧化反應(yīng)速度快；另外，F(xiàn)enton試劑是一種高效環(huán)保型氧化劑，無副產(chǎn)物產(chǎn)生，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。本方法是一種成本低、效率高、能夠有效治理聚乙烯醇的工業(yè)廢水處理工藝。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其采用Fenton試劑法，即均相催化氧化法，對(duì)工業(yè)廢水中的聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)進(jìn)行處理，該方法包括以下步驟(1)、測(cè)定需要處理廢水的CODcr(2)、按H2O2/CODCr(g/g)(比重比)向廢水中投加Fenton試劑，即Fe2+溶液和H2O2。
所述的H2O2/CODCr(g/g)(比重比)為1.25-2.25。
在步驟1中，對(duì)聚乙烯醇工業(yè)廢水進(jìn)行預(yù)處理，即調(diào)節(jié)聚乙烯醇的pH值，在本實(shí)施例中，聚乙烯醇的pH值為5.0。
利用Fenton試劑進(jìn)行催化氧化處理為向廢水中投加Fe2+溶液和H2O2其中的Fe2+溶液為FeSO4溶液。
即發(fā)生如下反應(yīng)
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過氧化氫(H2O2)由于氧化性強(qiáng)、安全、易得，其在一定觸媒(如Fe2+、UV等)以及其他氧化劑(如O3)的作用下，可以產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的.OH(氧化還原電位為2.8V)，使有機(jī)物氧化得以降解，而且因過氧化氫的分解產(chǎn)物是水和氧氣，故不會(huì)產(chǎn)生新的污染物，因此Fenton試劑是一種環(huán)保型試劑。反應(yīng)過程中生成的.HO是最活潑的氧化劑之一，氧化能力僅次于F2。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，加入H2O2的濃度為25％-30％，優(yōu)選為27.5％。所加入的含有Fe2+的溶劑為FeSO4溶液，生成Fenton試劑。
Fenton試劑與聚乙烯醇工業(yè)廢水相混合，在常溫下攪拌1分鐘，催化氧化反應(yīng)4分鐘即可。
在本發(fā)明中，F(xiàn)eSO4溶液換用其他含F(xiàn)e2+的溶液也可以使用，但效果較差。
在本發(fā)明中，含有Fe2+的酸性溶液和H2O2投放量為12-22∶1單位重量份，但優(yōu)選15-20∶1。
在本發(fā)明中，所述的預(yù)處理后的廢水pH值范圍為4.0-7.0，優(yōu)選pH值范圍為5.0-6.0。
在本發(fā)明中，所述的廢水處理的時(shí)間與需要處理的廢水的溫度成反比，即溫度越高，所需處理廢水的時(shí)間越短，常溫下處理時(shí)間為4分鐘。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括將經(jīng)催化氧化降解后的工業(yè)廢水進(jìn)行檢測(cè)，然后排放的步驟，該步驟主要是測(cè)定水樣中的CODCr含量，以檢測(cè)CODCr的去除率。
在本發(fā)明中，在制備Fenton試劑和催化氧化過程中，F(xiàn)e2+、H2O2的投加量、反應(yīng)時(shí)的pH值、溫度以及反應(yīng)時(shí)間均對(duì)CODCr去除率有一定影響。以下通過具體實(shí)施例評(píng)價(jià)其相應(yīng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
表1表征了H2O2投加量對(duì)CODCr去除率的影響。當(dāng)pH＝5.0，常溫條件，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)＝20∶1，反應(yīng)4分鐘后，測(cè)定水樣的CODCr，結(jié)果如表1所示。
表1 H2O2投加量對(duì)CODCr去除率的影響

由此可見，在制備Fenton試劑時(shí)，H2O2投加量與CODCr的去除率有一定的關(guān)聯(lián)性。隨著H2O2/CODCr(g/g)(比重比)的增加，CODCr含量逐漸減小，亦即CODCr去除率逐漸增大。然而，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)H2O2/CODCr(比重比)值達(dá)到2.00時(shí)，CODCr的去除率增加開始緩慢，因此，從Fenton試劑的H2O2利用率的角度考慮，應(yīng)選擇當(dāng)H2O2/CODCr(比重比)2.00為最佳投加量。
表2表征了Fe2+投加量對(duì)CODCr去除率的影響。當(dāng)pH＝5.0，常溫條件下，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)＝20∶1，反應(yīng)4分鐘后，測(cè)定水樣的CODCr，結(jié)果如表2所示。
表2 Fe2+投加量對(duì)CODCr去除率的影響

由此可見，在制備Fenton試劑時(shí)，H2O2投加量與CODCr的去除率有一定的關(guān)聯(lián)性。當(dāng)H2O2/Fe2+(mol/mol)值為20∶1-20∶1.5，CODCr的去除率基本穩(wěn)定，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，H2O2/Fe2+(mol/mol)值為20∶1為最佳投加量。
表3表征了pH值對(duì)CODCr去除率的影響。在常溫條件下，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)值為20∶1，H2O2/CODCr(g/g)＝2.00，反應(yīng)4分鐘后測(cè)定水樣的CODCr，結(jié)果如表3所示。
表3 pH值對(duì)CODCr去除率的影響

由此可見，在上述條件下，pH值對(duì)CODCr去除率的影響不大，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例子中，pH值＝5.0時(shí)，CODCr去除率效果最好。
評(píng)價(jià)溫度變化對(duì)CODCr去除率的影響。當(dāng)反應(yīng)條件為pH＝5.0，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)20∶1，H2O2/CODCr(g/g)＝2.00，反應(yīng)4分鐘后測(cè)定水樣的CODCr，結(jié)果CODCr去除率在85.1％左右波動(dòng)，幅度很小(波動(dòng)范圍在1％以內(nèi))，由此說明溫度變化對(duì)CODCr去除率的影響很小，另外，溫度的變化對(duì)最終反應(yīng)結(jié)果沒有影響，但對(duì)反應(yīng)速度有很大影響。隨著溫度的升高，反應(yīng)速度逐漸加快。在常溫下，達(dá)到完全反應(yīng)需要4分鐘以上，而在65℃時(shí)，只需要3分鐘。
另外，表4表征了反應(yīng)時(shí)間對(duì)CODCr去除率亦有一定的影響。在pH＝5.0，常溫的條件下，投加Fe2+(mol/mol)20∶1，H2O2/CODCr(g/g)＝2.00時(shí)，不同的反應(yīng)時(shí)間取樣CODCr，結(jié)果如表4所示。
表4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)CODCr去除率的影響

結(jié)果表明，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，CODCr去除率逐步增加，當(dāng)反應(yīng)到4分鐘后，CODCr去除率基本趨于穩(wěn)定，因此，最佳反應(yīng)時(shí)間為4分鐘。
通過以上實(shí)施例驗(yàn)證了，本發(fā)明采用Fenton試劑通過催化氧化工藝處理聚乙烯醇(PVA)廢水，F(xiàn)e2+、H2O2的投加量、反應(yīng)時(shí)的pH值以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)CODCr去除率均有一定的關(guān)聯(lián)性，以下優(yōu)選適宜的反應(yīng)條件H2O2/CODCr(g/g)＝1.5-2.00H2O2/Fe2+(mol/mol)＝15-20∶1反應(yīng)時(shí)間為3至10分鐘pH值范圍為4.0-7.0通過Fenton試劑法能夠使得聚乙烯醇(PVA)廢水中的CODCr去除率達(dá)到85.1％，基本達(dá)到了工業(yè)廢水處理控制標(biāo)準(zhǔn)，而且，由于反應(yīng)條件對(duì)溫度沒有特定要求，在常溫下即可實(shí)現(xiàn)，催化氧化反應(yīng)速度快；另外，F(xiàn)enton試劑是一種高效環(huán)保型試劑，無副產(chǎn)物產(chǎn)生，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
權(quán)利要求
1.一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于包括如下步驟(1)、測(cè)定需要處理廢水的CODcr；(2)、按H2O2/CODCr(g/g)(比重比)向廢水中投加Fenton試劑，即Fe2+溶液和H2O2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于所述的H2O2/CODCr(g/g)(比重比)為1.25-2.25。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于所述H2O2的濃度為25％-30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于Fe2+溶液和H2O2投放量為12-22∶1單位重量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于Fe2+溶液和H2O2投放量比例為15-20∶1單位重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于還包括根據(jù)需要對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于所述的預(yù)處理后的廢水pH值范圍為4.0-7.0。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于所述的預(yù)處理后的廢水pH值范圍為5.0-6.0。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任何一項(xiàng)所述的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于所述的廢水預(yù)處理的時(shí)間在常溫下一般為3至10分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8任何一項(xiàng)所述的一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，其特征在于所述的廢水預(yù)處理的時(shí)間與需要處理的廢水的溫度成反比。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法，解決了聚乙烯醇廢水難于處理的問題。技術(shù)方案包括以下步驟對(duì)聚乙烯醇工業(yè)廢水進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)上述進(jìn)行預(yù)處理后的廢水利用Fenton試劑進(jìn)行催化氧化處理，具體內(nèi)容是向廢水中投加FeSO
文檔編號(hào)C02F1/58GK1944281SQ200510100249
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月3日
發(fā)明者劉德沛 申請(qǐng)人:劉德沛