有机废水和含铜离子废水的协同处理方法
文献发布时间：2023-06-19 09:24:30
技术领域
本发明涉及环保领域，特别涉及有机废水和含铜离子废水的协同处理方法。
背景技术
在工业生产中，因为工艺需要，会产生大量的有机废水。有机废水中的有机物，如果处理不当，会严重污染水体，对环境造成难以修复的损伤。以印染行业为例，印染废水包括退浆、染色、漂白、印花等过程中产生的有色、难降解的废水。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。印染废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100-200吨，其中80-90％成为废水。印染废水如果直接排放，会对环境以及土壤造成严重的污染。大多数的染料废水pH在5-7。
有机废水常用的无害化处理方法以化学处理法为主。传统Fenton氧化法：20世纪80年代以来，该方法开始被广泛用于去除废水中的有机物，经过不断的实验，该方法得到了广泛的认可，该方法即利用芬顿试剂(Fe
类芬顿氧化法：该方法是在传统的芬顿氧化法的基础上衍生出来的方法，即采用不同的催化剂代替传统芬顿的Fe
Cu
冶炼、金属加工、电镀及机器制造等行业排放的含铜废水是造成水体铜污染的重要原因，其中含有的铜离子等重金属离子毒性大，研究表明，重金属铜离子排放对水体、土壤具有很大的危害性。地表水中铜含量达0.01mg/L时，对水体自净有明显的抑制作用；超过3.0mg/L，会产生严重异味；超过15mg/L，不但无法饮用且会导致肝硬化，所以处理含铜废水达标后才能排放，并且含铜废水中还含有其他重金属离子，比如锰离子、镍离子以及其他一些无机阴离子，废水中含有的这些重金属离子可能还能二次利用，所以如何使这些废水中的金属离子用于其他的反应，达到再生利用，即可以达标排放减轻对环境的危害，又能二次利用，去除其他有害物质，是现在以废治废的环保理念：即利用一种废物或者废水处理另外一种待处理废物。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供一种有机废水和含Cu
本发明所采取的技术方案是：
一种废水的协同处理方法，包括：
1)将含有Cu
2)在混合废水中加入双氧水，进行Fenton反应，降解有机污染物。
在一些实例中，进行反应时，使用超声处理辅助反应。
在一些实例中，所述超声处理的时间不低于30min。
在一些实例中，所述超声处理的时间为60～90min。
在一些实例中，所述H
在一些实例中，所述混合废水中，Cu
在一些实例中，所述混合废水的pH为3.5～8.5。
在一些实例中，所述有机废水为印染废水。
在一些实例中，所述含有Cu
在一些实例中，所述电镀废水的pH为2～3。
在一些实例中，所述含有Cu
在一些实例中，反应完成后，加入强碱使Cu
本发明的有益效果是：
本发明的一些实例，突破现有技术的局限，使用Cu
本发明的一些实例，通过控制混合废水中Cu
附图说明
图1是亚甲基蓝吸光度-浓度标准曲线；
图2是pH对US/Cu
图3是超声时间对US/Cu
图4是Cu
图5是H
图6是不同催化体系对降解亚甲基蓝的影响。
具体实施方式
一种废水的协同处理方法，包括：
1)将含有Cu
2)在混合废水中加入双氧水，进行Fenton反应，降解有机污染物。
在一些实例中，进行反应时，使用超声处理辅助反应。
在一些实例中，所述超声处理的时间不低于30min。
在一些实例中，所述超声处理的时间为60～90min。
超声处理的功率，可以根据废水的量进行相应的调整。
在一些实例中，所述H
在一些实例中，所述混合废水中，Cu
在一些实例中，所述混合废水的pH为3.5～8.5，优选为4.5～8.5。实验数据显示，这一pH范围下，特定浓度的Cu
在一些实例中，所述有机废水为印染废水。
在一些实例中，所述含有Cu
在一些实例中，所述电镀废水的pH为2～3。
在一些实例中，所述含有Cu
在一些实例中，反应完成后，加入强碱使Cu
下面结合实例及实验，进一步说明本发明的技术方案。
亚甲基蓝标准溶液的配制
用50mL的小烧杯精确称量0.2g的亚甲基蓝(分析纯)，用去离子水溶解，倒入2000mL的容量瓶中，用去离子水把多次冲洗小烧杯，保证将小烧杯冲洗干净，减小误差。然后用去离子水将容量瓶准确加到刻度处，然后颠倒震荡，使得溶液混合均匀，此亚甲基蓝溶液的浓度即为100mg/L，用于后续的实验，需要时将其浓度稀释，测量吸光度，因为若浓度过大，测量的吸光度误差会偏大。
亚甲基蓝吸收峰测定
将配制好的100mg/L的亚甲基蓝溶液，稀释其浓度分别为2mg/L、5mg/L、10mg/L的亚甲基蓝溶液，用紫外可见分光光度计UV-2550测量其最大吸收峰，分光光度计的波长区间设置在200-800nm之间，对三个浓度进行扫描，经过扫描测定可知在波长为663nm或者664nm的情况下，亚甲基蓝的吸收峰最高，所以后续实验均在波长为663nm的条件下测定其吸光度。
亚甲基蓝标准曲线的绘制
将0.1g/L的亚甲基蓝溶液稀释20倍为5mg/L的亚甲基蓝溶液，然后再稀释为1mg/L、2mg/L、3mg/L、4mg/L、5mg/L的一系列标准液，然后用紫外分光光度计在波长为663nm的条件下测定其吸光度。绘制亚甲基蓝标准曲线，并模拟出回归方程，用于后面测定吸光度后换算出处理后的亚甲基蓝浓度，计算去除率。不同浓度的亚甲基蓝的吸光度测定如下表所示。
表2.1亚甲基蓝浓度-吸光度
绘制的亚甲基蓝标准曲线如图1所示。
由绘制的亚甲基蓝标准曲线可知，线性方程为y＝0.0759x-0.0107，线性回归系数R
亚甲基蓝去除率的计算
亚甲基蓝去除率计算公式：
式中
C
C
实验方法
方便比较起见，使用CuSO
用去离子水分别配制0.01mol/L、0.05mol/L、1mol/L的CuSO
用250mL的量筒取200mL亚甲蓝溶液到250mL的锥形瓶。加入CuSO
US/Cu
初始pH对US/Cu
用250mL的量筒量取200mL的100mg/L的亚甲基蓝模拟废水加入250mL的锥形瓶中，加入0.3mmol/L的CuSO
经过pH计的测定，原亚甲基蓝模拟废水的溶液呈弱酸性，pH＝5.5。由图2可知，在pH＝2.1的条件下，亚甲基蓝的去除率低仅为9.23％；在2.1
在不同的pH条件下，铜离子以不同的形式存在，在酸性条件下，以二价铜离子形式存在(Cu
Cu
Cu
当3.5 Cu(OH) CuO 综上所述，不需要调节pH，在原亚甲基蓝溶液pH＝5.5的条件下，亚甲基蓝的去除效率达到99.53％，去除效果已达到要求，所以US/Cu 超声时间对US/Cu 为了促进反应过程中加入的CuSO 为了得出达到最佳的去除率所需超声的时间，用250mL的量筒量取200ml的100mg/L的亚甲基蓝溶液于250mL的锥形瓶中，加入0.3mmol/L的CuSO 由图3可知，随着超声时间的增加，亚甲基蓝的去除率越来越高，到90min后趋于平稳。因为随着超声时间的增长，超声产生的空化作用，使得溶液中产生更多的羟基自由基(·OH)，并且气泡破裂会产生能量，从而促进亚甲基蓝的氧化降解，同时，随着超声时间的增长，会促进催化剂与亚甲基蓝的充分混合，使得反应进行的更加完全。 超声60min，亚甲基蓝的去除率为86.2％，90min后亚甲基蓝的去除率达到98.3％，120min的去除率为99.5％，之后随着时间增长，去除率趋于平稳。由此可知，时间增加30min，去除率仅提高了1％左右，所以最佳的超声时间为90min。 Cu 用250mL的量筒量取200mL的100mg/L的亚甲基蓝模拟废水加入250mL的锥形瓶中，加入一系列浓度不同的CuSO 由图4可知，随着Cu Cu Cu 但是若加入的Cu 综上所述，Cu H 用250mL的量筒量取200mL的100mg/L的亚甲基蓝模拟废水加入250mL的锥形瓶中，加入0.03mmol/L的CuSO 加入的30％H 如图5所示，随着H 在Cu 不同催化体系对降解亚甲基蓝效能影响 上述实验研究表明，US/Cu 为此做了以下几个反应体系对亚甲基蓝降解效能的影响进行比对，分别为：US/Cu 由图6可知： 1)在仅超声的体系下，超声90min，亚甲基蓝去除率仅为2％，可知仅超声的去除率低，因为超声虽然存在空化作用，在超声过程中能产生少量的羟基自由基，但是量极微，降解亚甲基蓝的效率低。 2)在US/Cu 3)在US/H 4)在Cu 5)在US/Cu 通过分析各体系的分析，可知，只有在加入Cu 总结： 通过实验可知，单因素条件下： 1)在Cu 2)在超声时间以及H 3)在超声时间以及Cu 4)通过比较不同的反映体系下亚甲基蓝的去除效率，可发现在US/Cu 上述实验数据表明，使用含Cu