專利名稱：一種催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法
技術領域：
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：
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。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廢水中的有機物含量高，其CODcr含量達3000-4000mg/L，采用傳統(tǒng)的物化、生化方法難于降解。
目前，國內外主要采用物化濃縮超濾法對聚乙烯醇漂漿廢水進行回收利用，但是，這種廢水處理方法成本費用高，只限于對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行接種處理的，但工藝復雜、不易操作，難于推廣應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種技術操作簡單、效率高的催化氧化工藝處理聚乙烯醇廢水的方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明所提供的技術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。
上述技術方案的進一步改進在于所述的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)需要對廢水進行預處理。
所述的預處理后的廢水pH值范圍為4.0-7.0。
所述的預處理后的廢水最佳pH值范圍為5.0-6.0。
所述的廢水處理的時間在常溫下一般為3至10分鐘。
所述的廢水處理的時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的去除率達到85.1％，基本達到了工業(yè)廢水處理控制標準，而且，由于反應條件對溫度沒有特定要求，在常溫下即可實現(xiàn)，催化氧化反應速度快；另外，F(xiàn)enton試劑是一種高效環(huán)保型氧化劑，無副產物產生，不會對環(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，對工業(yè)廢水中的聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)進行處理，該方法包括以下步驟(1)、測定需要處理廢水的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，對聚乙烯醇工業(yè)廢水進行預處理，即調節(jié)聚乙烯醇的pH值，在本實施例中，聚乙烯醇的pH值為5.0。
利用Fenton試劑進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
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過氧化氫(H2O2)由于氧化性強、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，可以產生氧化性更強的.OH(氧化還原電位為2.8V)，使有機物氧化得以降解，而且因過氧化氫的分解產物是水和氧氣，故不會產生新的污染物，因此Fenton試劑是一種環(huán)保型試劑。反應過程中生成的.HO是最活潑的氧化劑之一，氧化能力僅次于F2。
在本發(fā)明的一個實施例中，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，所需處理廢水的時間越短，常溫下處理時間為4分鐘。
在本發(fā)明的一個實施例中，進一步包括將經催化氧化降解后的工業(yè)廢水進行檢測，然后排放的步驟，該步驟主要是測定水樣中的CODCr含量，以檢測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、反應時的pH值、溫度以及反應時間均對CODCr去除率有一定影響。以下通過具體實施例評價其相應的關聯(lián)關系。
表1表征了H2O2投加量對CODCr去除率的影響。當pH＝5.0，常溫條件，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)＝20∶1，反應4分鐘后，測定水樣的CODCr，結果如表1所示。
表1 H2O2投加量對CODCr去除率的影響

由此可見，在制備Fenton試劑時，H2O2投加量與CODCr的去除率有一定的關聯(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，經實驗證明，當H2O2/CODCr(比重比)值達到2.00時，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，應選擇當H2O2/CODCr(比重比)2.00為最佳投加量。
表2表征了Fe2+投加量對CODCr去除率的影響。當pH＝5.0，常溫條件下，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)＝20∶1，反應4分鐘后，測定水樣的CODCr，結果如表2所示。
表2 Fe2+投加量對CODCr去除率的影響

由此可見，在制備Fenton試劑時，H2O2投加量與CODCr的去除率有一定的關聯(lián)性。當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4分鐘后測定水樣的CODCr，結果如表3所示。
表3 pH值對CODCr去除率的影響

由此可見，在上述條件下，pH值對CODCr去除率的影響不大，在本發(fā)明的最佳實施例子中，pH值＝5.0時，CODCr去除率效果最好。
評價溫度變化對CODCr去除率的影響。當反應條件為pH＝5.0，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)20∶1，H2O2/CODCr(g/g)＝2.00，反應4分鐘后測定水樣的CODCr，結果CODCr去除率在85.1％左右波動，幅度很小(波動范圍在1％以內)，由此說明溫度變化對CODCr去除率的影響很小，另外，溫度的變化對最終反應結果沒有影響，但對反應速度有很大影響。隨著溫度的升高，反應速度逐漸加快。在常溫下，達到完全反應需要4分鐘以上，而在65℃時，只需要3分鐘。
另外，表4表征了反應時間對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，不同的反應時間取樣CODCr，結果如表4所示。
表4 反應時間對CODCr去除率的影響

結果表明，隨著反應時間的增加，CODCr去除率逐步增加，當反應到4分鐘后，CODCr去除率基本趨于穩(wěn)定，因此，最佳反應時間為4分鐘。
通過以上實施例驗證了，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、反應時的pH值以及反應時間對CODCr去除率均有一定的關聯(lián)性，以下優(yōu)選適宜的反應條件H2O2/CODCr(g/g)＝1.5-2.00H2O2/Fe2+(mol/mol)＝15-20∶1反應時間為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去除率達到85.1％，基本達到了工業(yè)廢水處理控制標準，而且，由于反應條件對溫度沒有特定要求，在常溫下即可實現(xiàn)，催化氧化反應速度快；另外，F(xiàn)enton試劑是一種高效環(huán)保型試劑，無副產物產生，不會對環(huán)境造成污染。
權利要求
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)需要對廢水進行預處理的步驟。
7.根據(jù)權利要求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處理后的廢水pH值范圍為4.0-7.0。
8.根據(jù)權利要求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處理后的廢水pH值范圍為5.0-6.0。
9.根據(jù)權利要求6至8任何一項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處理的時間在常溫下一般為3至10分鐘。
10.根據(jù)權利要求6至8任何一項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處理的時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。技術方案包括以下步驟對聚乙烯醇工業(yè)廢水進行預處理；對上述進行預處理后的廢水利用Fenton試劑進行催化氧化處理，具體內容是向廢水中投加FeSO
文檔編號C02F1/58GK1944281SQ200510100249
公開日2007年4月11日 申請日期2005年10月3日 優(yōu)先權日2005年10月3日
發(fā)明者劉德沛 申請人:劉德沛