一种酚类物质废水的高效降解方法

一种酚类物质废水的高效降解方法
一、技术领域：
1.本发明属于废水处理技术领域，特别是涉及一种酚类物质废水的高效降解方法。
二、

背景技术：

2.苯酚是重要的基本有机化工原料，随着工业经济的发展，特别是合成材料的品种和产量迅速扩大、增长，世界范围内苯酚的需求量和下游产品的开发持续升高，在药物合成、油漆、染料、炸药、防腐剂、煤气化，炼油、纤维、机械、管材等诸多行业中广泛地应用。由于工业门类、产品种类和工艺条件不同，废水组成及含酚浓度差别较大，特别是加工酚醛树脂的废水含有极高浓度的苯酚。
3.苯酚毒性过程为：在生物体内有氧代谢产生自由基，与细胞氧分子、脂质、蛋白质等相互作用，引起脂质过氧化反应，并对生物大分子造成损伤，同时这些氧自由基可以破坏调节细胞生长、增殖、分化的信号分子，引起dna损伤，诱导细胞凋亡和致癌性突变。
4.持久性难降解有机污染物的危害是当前水体环境存在的最大问题，而苯酚在酚类物质中毒性最大。苯酚及其衍生物属于芳香族化合物，是一种重要的有机化工原料，苯酚是一种原生质毒物，对生物体具有毒害作用，而且很难被降解。目前，对于苯酚废水的治理，主要是使用物理方法、化学方法、生物方法和光催化法，或者将上述方法联合使用，但处理设备较为复杂、处理费用高，使用试剂较多，不仅使其处理成本较高，而且造成处理过程中二次废水的产生，且达不到有效的处理。
三、

技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：根据酚类物质废水降解的现有状况及其存在的问题，本发明提供一种酚类物质废水的高效降解方法。通过本发明技术方案，能够对主要含有酚类物质的有机废水进行高效处理，处理方法简单高效，处理后水能够达标排放。采用本发明处理酚类物质废水，处理设备简单、费用较低。
6.为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
7.本发明提供一种酚类物质废水的高效降解方法，所述高效降解方法包括以下步骤：
8.1)稳定混凝剂溶液的制备：
9.a、以质量百分含量表示，所述稳定混凝剂的原料组成为：硫酸亚铁15～22％、硫酸铝12～18％、锰盐4～16％、硫酸镁15～26％和膨润土35～37％；
10.b、按照步骤a所述混凝剂的原料组成称取各种原料，将称取的硫酸亚铁、硫酸铝、锰盐、硫酸镁和膨润土加入硫酸溶液中进行搅拌，加水调节混凝剂中硫酸的浓度为1～1.2mol/l，调整后得到稳定混凝剂溶液；
11.2)将酚类物质废水加入容器中，然后加入步骤1)所得稳定混凝剂溶液进行搅拌、混凝处理，然后加入双氧水继续搅拌处理，处理后进行过滤；
12.3)将步骤2)过滤所得废水中加入煤质颗粒活性炭进行搅拌处理，搅拌后进行静
置，静置后进行取样分析，测定处理后酚类物质的浓度。
13.根据上述的酚类物质废水的高效降解方法，步骤a中所述锰盐为硫酸锰或硝酸锰。
14.根据上述的酚类物质废水的高效降解方法，步骤b中所述加入的硫酸溶液为市售质量百分浓度为50％的浓硫酸。
15.根据上述的酚类物质废水的高效降解方法，步骤b所述稳定混凝剂中各原料总质量和硫酸溶液之间加入的质量比为1～1.2：1。
16.根据上述的酚类物质废水的高效降解方法，步骤2)中所述酚类物质为苯酚废水，所述苯酚废水的浓度为15～20mg/l。
17.根据上述的酚类物质废水的高效降解方法，步骤2)所述双氧水的质量百分含量为30％。
18.根据上述的酚类物质废水的高效降解方法，步骤2)中所述稳定混凝剂溶液与酚类物质废水之间加入的体积质量比为0.5～0.8g：1l。
19.根据上述的酚类物质废水的高效降解方法，步骤2)中所述双氧水与酚类物质废水之间加入的体积质量比为1.0～1.1g：1l。
20.根据上述的酚类物质废水的高效降解方法，步骤3)中所述煤质颗粒活性炭与酚类物质废水之间加入的体积质量比为1.0～1.2g：1l。
21.本发明的积极有益效果：
22.1、通过本发明技术方案，能够对主要含有酚类物质的有机废水进行高效处理，处理方法简单高效，处理后水能够达标排放。采用本发明处理酚类物质废水，处理设备简单、费用较低。
23.2、本发明采用自制的稳定混凝剂溶液协同双氧水氧化和分子筛吸附的联合方法处理苯酚废水，反应条件温和、处理时间较短、操作过程简单、成本较低，处理过程未采用有毒试剂，大大提高了苯酚的去除率，并且没有产生二次污染，有利于环保。
24.由上述可知，本发明技术方案，首先经过自制的稳定混凝剂溶液对废水中的酚类物质进行絮凝处理，然后加入双氧水进行氧化，溶液中游离的硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸镁等还可以协同双氧水对未被絮凝沉淀的苯酚进行氧化处理，氧化后进行过滤，再经过煤质颗粒活性炭进行吸附处理，煤质颗粒活性炭具有总表面积大、价格便宜等优点，不但能吸附酚类物质，对未被过滤掉的游离态金属离子和硫酸阴离子也具有很好的吸附作用，苯酚废水经过本发明方法处理后，水质明显得到了提升，能达到我国指标的一级水质标准。
25.综上所述，本发明具有显著的经济效益和社会效益。
四、具体实施方式：
26.下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，以便于对本发明技术方案的理解，但并不用于对本发明技术方案保护范围的限制。
27.实施例1：
28.本发明酚类物质废水的高效降解方法，其详细步骤如下：
29.1)稳定混凝剂溶液的制备：
30.a、以质量百分含量表示，所述稳定混凝剂的原料组成为：硫酸亚铁15％、硫酸铝18％、硫酸锰4％、硫酸镁26％和膨润土37％；
31.b、按照步骤a所述混凝剂的原料组成称取各种原料，将称取的硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锰、硫酸镁和膨润土加入50％的浓硫酸溶液中进行搅拌，混凝剂中各原料的总质量与浓硫酸溶液之间的质量比为1：1，然后加水调节混凝剂中硫酸的浓度为1mol/l，调整后得到稳定混凝剂溶液；
32.2)将浓度为15mg/l的苯酚废水加入2l玻璃烧杯中，开启机械搅拌器，加入步骤1)所得稳定混凝剂溶液0.5g进行搅拌混凝处理20min，然后加入1ml双氧水继续搅拌处理1h，处理后停止搅拌进行过滤；
33.3)将步骤2)过滤所得废水置于2l玻璃烧杯中，然后加入1.0g煤质颗粒活性炭进行搅拌处理30min，搅拌后静置10min，静置后进行取样分析，测定处理后苯酚浓度为0.2mg/l，苯酚去除率98.7％。
34.实施例2：
35.本发明酚类物质废水的高效降解方法，其详细步骤如下：
36.1)稳定混凝剂溶液的制备：
37.a、以质量百分含量表示，所述稳定混凝剂的原料组成为：硫酸亚铁15％、硫酸铝18％、硫酸锰4％、硫酸镁26％和膨润土37％；
38.b、按照步骤a所述混凝剂的原料组成称取各种原料，将称取的硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锰、硫酸镁和膨润土加入50％的浓硫酸溶液中进行搅拌，混凝剂中各原料的总质量与浓硫酸溶液之间的质量比为1.2：1，然后加水调节混凝剂中硫酸的浓度为1mol/l，调整后得到稳定混凝剂溶液；
39.2)将浓度为15mg/l的苯酚废水加入2l玻璃烧杯中，开启机械搅拌器，加入步骤1)所得稳定混凝剂溶液0.8g进行搅拌混凝处理20min，然后加入1.1ml双氧水继续搅拌处理1h，处理后停止搅拌进行过滤；
40.3)将步骤2)过滤所得废水置于2l玻璃烧杯中，然后加入1.2g煤质颗粒活性炭进行搅拌处理30min，搅拌后静置10min，静置后进行取样分析，测定处理后苯酚浓度为0.13mg/l，苯酚去除率99.1％。
41.实施例3：
42.本发明酚类物质废水的高效降解方法，其详细步骤如下：
43.1)稳定混凝剂溶液的制备：
44.a、以质量百分含量表示，所述稳定混凝剂的原料组成为：硫酸亚铁22％、硫酸铝12％、硫酸锰16％、硫酸镁15％和膨润土35％；
45.b、按照步骤a所述混凝剂的原料组成称取各种原料，将称取的硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锰、硫酸镁和膨润土加入50％的浓硫酸溶液中进行搅拌，混凝剂中各原料的总质量与浓硫酸溶液之间的质量比为1.1：1，然后加水调节混凝剂中硫酸的浓度为1.2mol/l，调整后得到稳定混凝剂溶液；
46.2)将浓度为15mg/l的苯酚废水加入2l玻璃烧杯中，开启机械搅拌器，加入步骤1)所得稳定混凝剂溶液0.5g进行搅拌混凝处理20min，然后加入1ml双氧水继续搅拌处理1h，处理后停止搅拌进行过滤；
47.3)将步骤2)过滤所得废水置于2l玻璃烧杯中，然后加入1.1g煤质颗粒活性炭进行搅拌处理30min，搅拌后静置10min，静置后进行取样分析，测定处理后苯酚浓度为0.17mg/
l，苯酚去除率98.9％。
48.实施例4：
49.本发明酚类物质废水的高效降解方法，其详细步骤如下：
50.1)稳定混凝剂溶液的制备：
51.a、以质量百分含量表示，所述稳定混凝剂的原料组成为：硫酸亚铁22％、硫酸铝12％、硫酸锰16％、硫酸镁15％和膨润土35％；
52.b、按照步骤a所述混凝剂的原料组成称取各种原料，将称取的硫酸亚铁、硫酸铝、硝酸锰、硫酸镁和膨润土加入50％的浓硫酸溶液中进行搅拌，混凝剂中各原料的总质量与浓硫酸溶液之间的质量比为1：1，然后加水调节混凝剂中硫酸的浓度为1mol/l，调整后得到稳定混凝剂溶液；
53.2)将浓度为15mg/l的苯酚废水加入2l玻璃烧杯中，开启机械搅拌器，加入步骤1)所得稳定混凝剂溶液0.8g进行搅拌混凝处理20min，然后加入1.1ml双氧水继续搅拌处理1h，处理后停止搅拌进行过滤；
54.3)将步骤2)过滤所得废水置于2l玻璃烧杯中，然后加入1.2g煤质颗粒活性炭进行搅拌处理30min，搅拌后静置10min，静置后进行取样分析，测定处理后苯酚浓度为0.11mg/l，苯酚去除率99.3％。
55.实施例5：
56.本发明酚类物质废水的高效降解方法，其详细步骤如下：
57.1)稳定混凝剂溶液的制备：
58.a、以质量百分含量表示，所述稳定混凝剂的原料组成为：硫酸亚铁18％、硫酸铝15％、硫酸锰11％、硫酸镁20％和膨润土36％；
59.b、按照步骤a所述混凝剂的原料组成称取各种原料，将称取的硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锰、硫酸镁和膨润土加入50％的浓硫酸溶液中进行搅拌，混凝剂中各原料的总质量与浓硫酸溶液之间的质量比为1.1：1，然后加水调节混凝剂中硫酸的浓度为1mol/l，调整后得到稳定混凝剂溶液；
60.2)将浓度为15mg/l的苯酚废水加入2l玻璃烧杯中，开启机械搅拌器，加入步骤1)所得稳定混凝剂溶液0.5g进行搅拌混凝处理20min，然后加入1ml双氧水继续搅拌处理1h，处理后停止搅拌进行过滤；
61.3)将步骤2)过滤所得废水置于2l玻璃烧杯中，然后加入1.0g煤质颗粒活性炭进行搅拌处理30min，搅拌后静置10min，静置后进行取样分析，测定处理后苯酚浓度为0.18mg/l，苯酚去除率98.8％。
62.实施例6：
63.本发明酚类物质废水的高效降解方法，其详细步骤如下：
64.1)稳定混凝剂溶液的制备：
65.a、以质量百分含量表示，所述稳定混凝剂的原料组成为：硫酸亚铁18％、硫酸铝15％、硝酸锰11％、硫酸镁20％和膨润土36％；
66.b、按照步骤a所述混凝剂的原料组成称取各种原料，将称取的硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锰、硫酸镁和膨润土加入50％的浓硫酸溶液中进行搅拌，混凝剂中各原料的总质量与浓硫酸溶液之间的质量比为1.1：1，然后加水调节混凝剂中硫酸的浓度为1.1mol/l，调整后
得到稳定混凝剂溶液；
67.2)将浓度为20mg/l的苯酚废水加入2l玻璃烧杯中，开启机械搅拌器，加入步骤1)所得稳定混凝剂溶液0.8g进行搅拌混凝处理20min，然后加入1.1ml双氧水继续搅拌处理1h，处理后停止搅拌进行过滤；
68.3)将步骤2)过滤所得废水置于2l玻璃烧杯中，然后加入1.2g煤质颗粒活性炭进行搅拌处理30min，搅拌后静置10min，静置后进行取样分析，测定处理后苯酚浓度为0.16mg/l，苯酚去除率99.2％。

技术特征：
1.一种酚类物质废水的高效降解方法，其特征在于，所述高效降解方法包括以下步骤：1)稳定混凝剂溶液的制备：a、以质量百分含量表示，所述稳定混凝剂的原料组成为：硫酸亚铁15～22％、硫酸铝12～18％、锰盐4～16％、硫酸镁15～26％和膨润土35～37％；b、按照步骤a所述混凝剂的原料组成称取各种原料，将称取的硫酸亚铁、硫酸铝、锰盐、硫酸镁和膨润土加入硫酸溶液中进行搅拌，加水调节混凝剂中硫酸的浓度为1～1.2mol/l，调整后得到稳定混凝剂溶液；2)将酚类物质废水加入容器中，然后加入步骤1)所得稳定混凝剂溶液进行搅拌、混凝处理，然后加入双氧水继续搅拌处理，处理后进行过滤；3)将步骤2)过滤所得废水中加入煤质颗粒活性炭进行搅拌处理，搅拌后进行静置，静置后进行取样分析，测定处理后酚类物质的浓度。2.根据权利要求1所述的酚类物质废水的高效降解方法，其特征在于：步骤a中所述锰盐为硫酸锰或硝酸锰。3.根据权利要求1所述的酚类物质废水的高效降解方法，其特征在于：步骤b中所述加入的硫酸溶液为市售质量百分浓度为50％的浓硫酸。4.根据权利要求1所述的酚类物质废水的高效降解方法，其特征在于：步骤b所述稳定混凝剂中各原料总质量和硫酸溶液之间加入的质量比为1～1.2：1。5.根据权利要求1所述的酚类物质废水的高效降解方法，其特征在于：步骤2)中所述酚类物质为苯酚废水，所述苯酚废水的浓度为15～20mg/l。6.根据权利要求1所述的酚类物质废水的高效降解方法，其特征在于：步骤2)所述双氧水的质量百分含量为30％。7.根据权利要求1所述的酚类物质废水的高效降解方法，其特征在于：步骤2)中所述稳定混凝剂溶液与酚类物质废水之间加入的体积质量比为0.5～0.8g：1l。8.根据权利要求1所述的酚类物质废水的高效降解方法，其特征在于：步骤2)中所述双氧水与酚类物质废水之间加入的体积质量比为1.0～1.1g：1l。9.根据权利要求1所述的酚类物质废水的高效降解方法，其特征在于：步骤3)中所述煤质颗粒活性炭与酚类物质废水之间加入的体积质量比为1.0～1.2g：1l。

技术总结
本发明公开了一种酚类物质废水的高效降解方法。首先以硫酸亚铁15～22％、硫酸铝12～18％、锰盐4～16％、硫酸镁15～26％和膨润土35～37％为原料，加入浓硫酸搅拌、加入水调节，制得稳定混凝剂溶液；将酚类物质废水加入稳定混凝剂溶液搅拌、混凝处理，然后加入双氧水继续搅拌处理，处理后过滤；过滤所得废水中加入煤质颗粒活性炭进行搅拌处理，搅拌后进行静置，静置后进行取样分析，测定处理后酚类物质的浓度，从而得出去除率。通过本发明技术方案，能够对主要含有酚类物质的有机废水进行高效处理，处理方法简单高效，处理后水能够达标排放。采用本发明处理酚类物质废水，处理设备简单、费用较低。用较低。


技术研发人员：刘菲 赵胜勇 李望良 刘启龙 高磊 张蕾 王华雨 王芳 刘琛 张晨 陈越 许志华
受保护的技术使用者：河南省科学院
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/9/6