水镁石在臭氧化处理有机废水中的应用

摘要

一种提高臭氧化处理有机废水效率的方法，其特征是：在臭氧曝气装置(池、塔、床、罐)中的有机废水内放置天然矿物水镁石。本发明的主要优点：1.充分利用天然矿产资源。2.本发明在有机废水的处理中，降低了臭氧化工艺的运行成本，也解决了臭氧化过程的水体酸化问题。3.工艺简单，天然产出的水镁石等矿物，只需经过简单的粉碎即可使用。4.按照本发明的方法处理难降解有机染料废水，其COD去除率可达70％。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高臭氧化处理有机废水效率的方法，具体的说，是在臭氧曝气装置(池、塔、床、罐)中的有机废水内放置天然矿物水镁石或者水镁石和沸石或凹凸棒石以提高臭氧化处理有机废水效率的方法。

背景技术

臭氧可有效地去除废水中的污染物降低COD、BOD，并对脱色、除臭、杀菌、控制和消除病菌等有显著效果。但臭氧设备的运行费(电耗)较高。臭氧与其它技术联用是通常的方法：包括：①O₃/H₂O₂；②O₃/UV；③O₃/固体催化剂(金属及金属氧化物)等。

臭氧处理难降解有机物时，能使多环芳烃、杂环化合物和有机合成高分子化和物中的环状物部分开环或长链分子部分断裂，使大分子物质变成小分子物质，生成了易于降解的物质如：一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸类有机小分子，这些酸性物质的生成，使水体酸化，从而降低臭氧的氧化效率。

发明内容

本发明的目的是针对臭氧化有机污染物过程中产生大量低碳有机酸，降低深度臭氧化效率的现象，通过添加水镁石等碱性矿物以平衡体系的酸碱度，提高臭氧化效率。为有效降解有机污染物提供新方法。

本发明的技术方案为：

水镁石在臭氧化处理有机废水中的应用。

一种提高臭氧化处理有机废水效率的方法，其特征是：在臭氧曝气装置(池、塔、床、罐)中的有机废水内放置天然矿物水镁石。

上述的方法中，所述的水镁石是粒径为0.003～8毫米的水镁石。

上述的方法中，所述的水镁石中可以加有负载有铜的丝光沸石，其中水镁石的质量占总质量的百分比为30％≤水镁石＜100％。

上述的方法中，所述的水镁石和负载有铜的丝光沸石可以按照比例进行物理混合，或者可以进行机械粉碎，混合，然后再捏和成型造粒。

上述的方法中，在臭氧曝气装置(池、塔、床、罐)中的有机废水内放置水镁石或者水镁石和负载有铜的丝光沸石的质量为装置内有机废水质量的1/25到1/1000。

本发明的主要优点：1、充分利用天然矿产资源。我国是水镁石、沸石的资源大国，本发明为这些天然矿产的利用提供了新思路、新方法。2、本发明在有机废水的处理中，降低了臭氧化工艺的运行成本，也解决了臭氧化过程的水体酸化问题。3、工艺简单，天然产出的水镁石等矿物，只需经过简单的粉碎或浸渍加载活性金属即可使用。4、按照本发明的方法处理难降解有机染料废水，其COD去除率可达70％以上。

具体实施方式

下面通过具体实例进一步说明本发明矿物催化剂的制备及其在难降解有机染料废水中的应用。

实施例1.丝光沸石岩负载Cu的方法

先将天然丝光沸石岩粉(200目)浸渍在浓度分别为5％～7.5％(以金属元素质量计)的Cu(NO₃)₂溶液中(固/液＝1∶3)，温度为80℃，并以120r/min速度搅拌，浸渍时间分别为6h～24h。

然后用水进行反复清洗，直至洗涤水中检测不到Cu²⁺为止，离心或过滤分离后在120℃下干燥12h，置于马福炉中在450℃温度下焙烧12h，最终得到本实验用的负载有铜的丝光沸石。烧成后样品中氧化铜的含量为3％(2.91-3.17％)。

实施例2.臭氧化处理有机废水

将Cu-丝光沸石粉与粒径为100目的天然凹凸棒石按M_{Cu-丝光沸石}/M_凹凸棒石＝1∶1，混合，复配成Cu-丝光沸石/凹凸棒石矿物添加剂，编号为复配1。将Cu-丝光沸石与粉碎粒径为100目的天然水镁石按M_{Cu-丝光沸石}/M_水镁石＝2∶1的质量比例、和1∶1的比例混合，复配成Cu-丝光沸石/水镁石复合催化剂，编号为复配2和复配3。

将生物难降解有机废水活性艳红-X-3B染料废水和矿物添加剂按照质量比为50∶2的比例混合。采用臭氧曝气装置对染料废水进行曝气。将蒸馏水配制的初始浓度为500mg/L的活性艳红-X-3B染料废水50ml，在臭氧曝气下进行单独臭氧化5-40min。其结果与在臭氧曝气下加有水镁石体系进行臭氧化5-40min进行比较。

COD用国标GB11914-89重铬酸盐法测定废水。COD去除率计算公式如下：

COD去除率＝(初始COD-当前COD)/初始COD×100％

实验结果如表1-2所示：

                        表1矿物催化臭氧化染料水溶液pH值变化

曝气时间(min)    5  10    15    20    25    30    35    40 pH  值   单独臭氧化    4.16   3.64    3.60    3.30    3.20    3.04    3.03    3.01   Cu-丝光沸石    4.10   4.00    3.83    3.74    3.72    3.63    3.62    3.59   复配1    5.07   4.46    4.27    4.17    4.15    4.11    4.10    4.09   复配2    9.22   8.96    8.90    8.80    8.72    8.63    8.55    8.49   复配3    9.46   9.30    9.13    9.10    9.03    8.97    8.95    8.92   单独水镁石    10.24   10.04    9.89    9.76    9.67    9.63    9.54    9.50

                        表2矿物催化臭氧化染料废水COD去除率

  曝气时间(min)    5    10    15    20    25    30    35    40  COD    去    除    率    单独臭氧化    6.7    15.3    15.4    23.6    23.7    25.5    26.6    32.9    Cu-丝光沸石    21.1    22.5    24.0    32.6    34.0    40.5    44.0    45.5    复配1    13.6    29.4    35.2    38.1    39.5    43.8    49.6    53.9    复配2    18.7    39.0    44.8    45.3    50.0    58.5    60.0    60.5    复配3    33.5    42.6    46.9    55.5    64.1    64.3    68.4    68.6    单独水镁石    24.4    46.6    60.0    63.1    67.4    70.0    70.3    71.6