专利名称：一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法。
背景技术：
聚乙烯醇(PVA)是纺织工业生要的化工原料，属于难生物降解的高分子物质。在印染工艺中，退浆工序主要是去除纺织过程中加在轻纱上的浆料，使织物纤维与染料间有更好地亲和力，由于目前棉混纺织物上浆多用PVA，因此退浆废水中含有大量PVA，由于PVA废水中的有机物含量高，其CODcr含量达3000-4000mg/L，采用传统的物化、生化方法难于降解。
目前，国内外主要采用物化浓缩超滤法对聚乙烯醇漂浆废水进行回收利用，但是，这种废水处理方法成本费用高，只限于对聚乙烯醇浓度高的废水；也有采用筛选分解聚乙烯醇的纯菌种进行接种处理的，但工艺复杂、不易操作，难于推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种技术操作简单、效率高的催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法。
为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是提供一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其采用均相催化氧化法，包括以下步骤(1)、测定需要处理废水的CODcr(2)、按H2O2/CODCr(g/g)(比重比)向废水中投加Fenton试剂，即Fe2+溶液和H2O2。
上述技术方案的进一步改进在于所述的H2O2/CODCr(g/g)(比重比)为1.25-2.25。
所述H2O2的浓度为25％-30％。
Fe2+溶液和H2O2投放量为12-22∶1单位重量份。
Fe2+溶液和H2O2投放量比例为15-20∶1单位重量份。
根据需要对废水进行预处理。
所述的预处理后的废水pH值范围为4.0-7.0。
所述的预处理后的废水最佳pH值范围为5.0-6.0。
所述的废水处理的时间在常温下一般为3至10分钟。
所述的废水处理的时间与需要处理的废水的温度成反比本发明的有益效果是本发明通过Fenton试剂法能够使得聚乙烯醇(PVA)废水中的CODCr的去除率达到85.1％，基本达到了工业废水处理控制标准，而且，由于反应条件对温度没有特定要求，在常温下即可实现，催化氧化反应速度快；另外，Fenton试剂是一种高效环保型氧化剂，无副产物产生，不会对环境造成污染。本方法是一种成本低、效率高、能够有效治理聚乙烯醇的工业废水处理工艺。
具体实施例方式
本发明一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其采用Fenton试剂法，即均相催化氧化法，对工业废水中的聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)进行处理，该方法包括以下步骤(1)、测定需要处理废水的CODcr(2)、按H2O2/CODCr(g/g)(比重比)向废水中投加Fenton试剂，即Fe2+溶液和H2O2。
所述的H2O2/CODCr(g/g)(比重比)为1.25-2.25。
在步骤1中，对聚乙烯醇工业废水进行预处理，即调节聚乙烯醇的pH值，在本实施例中，聚乙烯醇的pH值为5.0。
利用Fenton试剂进行催化氧化处理为向废水中投加Fe2+溶液和H2O2其中的Fe2+溶液为FeSO4溶液。
即发生如下反应
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过氧化氢(H2O2)由于氧化性强、安全、易得，其在一定触媒(如Fe2+、UV等)以及其他氧化剂(如O3)的作用下，可以产生氧化性更强的.OH(氧化还原电位为2.8V)，使有机物氧化得以降解，而且因过氧化氢的分解产物是水和氧气，故不会产生新的污染物，因此Fenton试剂是一种环保型试剂。反应过程中生成的.HO是最活泼的氧化剂之一，氧化能力仅次于F2。
在本发明的一个实施例中，加入H2O2的浓度为25％-30％，优选为27.5％。所加入的含有Fe2+的溶剂为FeSO4溶液，生成Fenton试剂。
Fenton试剂与聚乙烯醇工业废水相混合，在常温下搅拌1分钟，催化氧化反应4分钟即可。
在本发明中，FeSO4溶液换用其他含Fe2+的溶液也可以使用，但效果较差。
在本发明中，含有Fe2+的酸性溶液和H2O2投放量为12-22∶1单位重量份，但优选15-20∶1。
在本发明中，所述的预处理后的废水pH值范围为4.0-7.0，优选pH值范围为5.0-6.0。
在本发明中，所述的废水处理的时间与需要处理的废水的温度成反比，即温度越高，所需处理废水的时间越短，常温下处理时间为4分钟。
在本发明的一个实施例中，进一步包括将经催化氧化降解后的工业废水进行检测，然后排放的步骤，该步骤主要是测定水样中的CODCr含量，以检测CODCr的去除率。
在本发明中，在制备Fenton试剂和催化氧化过程中，Fe2+、H2O2的投加量、反应时的pH值、温度以及反应时间均对CODCr去除率有一定影响。以下通过具体实施例评价其相应的关联关系。
表1表征了H2O2投加量对CODCr去除率的影响。当pH＝5.0，常温条件，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)＝20∶1，反应4分钟后，测定水样的CODCr，结果如表1所示。
表1 H2O2投加量对CODCr去除率的影响
由此可见，在制备Fenton试剂时，H2O2投加量与CODCr的去除率有一定的关联性。随着H2O2/CODCr(g/g)(比重比)的增加，CODCr含量逐渐减小，亦即CODCr去除率逐渐增大。然而，经实验证明，当H2O2/CODCr(比重比)值达到2.00时，CODCr的去除率增加开始缓慢，因此，从Fenton试剂的H2O2利用率的角度考虑，应选择当H2O2/CODCr(比重比)2.00为最佳投加量。
表2表征了Fe2+投加量对CODCr去除率的影响。当pH＝5.0，常温条件下，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)＝20∶1，反应4分钟后，测定水样的CODCr，结果如表2所示。
表2 Fe2+投加量对CODCr去除率的影响
由此可见，在制备Fenton试剂时，H2O2投加量与CODCr的去除率有一定的关联性。当H2O2/Fe2+(mol/mol)值为20∶1-20∶1.5，CODCr的去除率基本稳定，在本发明的最佳实施例中，H2O2/Fe2+(mol/mol)值为20∶1为最佳投加量。
表3表征了pH值对CODCr去除率的影响。在常温条件下，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)值为20∶1，H2O2/CODCr(g/g)＝2.00，反应4分钟后测定水样的CODCr，结果如表3所示。
表3 pH值对CODCr去除率的影响
由此可见，在上述条件下，pH值对CODCr去除率的影响不大，在本发明的最佳实施例子中，pH值＝5.0时，CODCr去除率效果最好。
评价温度变化对CODCr去除率的影响。当反应条件为pH＝5.0，投加H2O2/Fe2+(mol/mol)20∶1，H2O2/CODCr(g/g)＝2.00，反应4分钟后测定水样的CODCr，结果CODCr去除率在85.1％左右波动，幅度很小(波动范围在1％以内)，由此说明温度变化对CODCr去除率的影响很小，另外，温度的变化对最终反应结果没有影响，但对反应速度有很大影响。随着温度的升高，反应速度逐渐加快。在常温下，达到完全反应需要4分钟以上，而在65℃时，只需要3分钟。
另外，表4表征了反应时间对CODCr去除率亦有一定的影响。在pH＝5.0，常温的条件下，投加Fe2+(mol/mol)20∶1，H2O2/CODCr(g/g)＝2.00时，不同的反应时间取样CODCr，结果如表4所示。
表4 反应时间对CODCr去除率的影响
结果表明，随着反应时间的增加，CODCr去除率逐步增加，当反应到4分钟后，CODCr去除率基本趋于稳定，因此，最佳反应时间为4分钟。
通过以上实施例验证了，本发明采用Fenton试剂通过催化氧化工艺处理聚乙烯醇(PVA)废水，Fe2+、H2O2的投加量、反应时的pH值以及反应时间对CODCr去除率均有一定的关联性，以下优选适宜的反应条件H2O2/CODCr(g/g)＝1.5-2.00H2O2/Fe2+(mol/mol)＝15-20∶1反应时间为3至10分钟pH值范围为4.0-7.0通过Fenton试剂法能够使得聚乙烯醇(PVA)废水中的CODCr去除率达到85.1％，基本达到了工业废水处理控制标准，而且，由于反应条件对温度没有特定要求，在常温下即可实现，催化氧化反应速度快；另外，Fenton试剂是一种高效环保型试剂，无副产物产生，不会对环境造成污染。
权利要求
1.一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于包括如下步骤(1)、测定需要处理废水的CODcr；(2)、按H2O2/CODCr(g/g)(比重比)向废水中投加Fenton试剂，即Fe2+溶液和H2O2。
2.根据权利要求1所述的一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于所述的H2O2/CODCr(g/g)(比重比)为1.25-2.25。
3.根据权利要求1或2所述的一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于所述H2O2的浓度为25％-30％。
4.根据权利要求3所述的一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于Fe2+溶液和H2O2投放量为12-22∶1单位重量份。
5.根据权利要求4所述的一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于Fe2+溶液和H2O2投放量比例为15-20∶1单位重量份。
6.根据权利要求1所述的一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于还包括根据需要对废水进行预处理的步骤。
7.根据权利要求6所述的一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于所述的预处理后的废水pH值范围为4.0-7.0。
8.根据权利要求7所述的一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于所述的预处理后的废水pH值范围为5.0-6.0。
9.根据权利要求6至8任何一项所述的一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于所述的废水预处理的时间在常温下一般为3至10分钟。
10.根据权利要求6至8任何一项所述的一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，其特征在于所述的废水预处理的时间与需要处理的废水的温度成反比。
全文摘要
本发明公开了一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，解决了聚乙烯醇废水难于处理的问题。技术方案包括以下步骤对聚乙烯醇工业废水进行预处理；对上述进行预处理后的废水利用Fenton试剂进行催化氧化处理，具体内容是向废水中投加FeSO
文档编号C02F1/58GK1944281SQ200510100249
公开日2007年4月11日 申请日期2005年10月3日 优先权日2005年10月3日
发明者刘德沛 申请人:刘德沛