一種鈀/鐵顆粒催化脫氯處理含氯廢水的方法技術

本發明專利技術公開了一種鈀/鐵顆粒催化脫氯處理含氯廢水的方法：鈀/鐵顆粒在厭氧環境下，攪拌下催化脫氯含有含氯有機物的廢水，其特征在于反應過程中以每克鈀/鐵顆粒對應0.1-0.4?mmol/h?EDTA的投加速率向反應液中不斷滴加EDTA水溶液，跟蹤檢測至反應完全，磁性分離除去鈀/鐵顆粒，得到脫氯處理后的水。本發明專利技術方法對鈀/鐵顆粒的還原脫氯效率提高十分顯著，對2,4-D的處理效率比不滴加EDTA的工藝要提高3倍以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于水處理及水污染防治領域技術，具體地說涉及一種鈀/鐵顆粒催化脫氯處理水中含氯有機物的方法。
技術介紹
鈀/鐵顆粒雖被證 實能夠有效地處理水中含氯有機物，但存在一定的缺陷，即在反應過程中，鐵水反應生成的Fe2+及Fe2+可能氧化生成的Fe3+極易與水中的0H_結合，在鈀/鐵顆粒表面易形成鐵鈍化層，覆蓋顆粒表面的反應位，使得反應活性隨反應進行降低明顯，阻礙反應持續快速進行。將鈀/鐵顆粒納米化，增大其比表面積能提高其對含氯有機物的處理效率，但納米顆粒穩定性不高極易聚合成團降低反應活性。而對鈀/鐵納米顆粒以穩定劑進行穩定化或者以載體負載的改進方法雖提高了鈀/鐵納米顆粒穩定性及反應活性，仍存在處理液與顆粒分離困難的問題。
技術實現思路
為了解決鈀/鐵顆粒在處理含氯有機物過程中表面易鈍化的難題，本專利技術在于提出了一種提高鈀/鐵顆粒常溫常壓下還原脫氯水中含氯有機物(如2，4-D)效率的方法，其目的是實現溶液中游離的Fe2+(可能含Fe3+)快速去除，防止鐵鈍化層的形成。該方法工藝簡單，條件溫和，鐵和EDTA損耗小，對鈀/鐵顆粒還原脫氯效率提高顯著，處理后鈀/鐵顆粒與水易分離。本專利技術采用的技術方案是:，所述含氯廢水為含有含氯有機物的廢水，所述方法為:鈀/鐵顆粒在厭氧環境下，攪拌下催化脫氯含有含氯有機物的廢水，所述鈀/鐵顆粒的用量以廢水的體積計為5 20 g/L，所述鈀/鐵顆粒中鈀與鐵的質量比為0.05、.1:100，所述廢水中含氯有機物的初始濃度為0.f60mg/L，其特征在于反應過程中以每克鈀/鐵顆粒對應0.1-0.4 mmol/h EDTA的投加速率向反應液中不斷滴加EDTA水溶液，跟蹤檢測至反應完全，磁性分離除去鈀/鐵顆粒，得到脫氯處理后的水。本專利技術方法可用于處理廢水中各種含氯有機物的催化脫氯，如2，4-二氯苯氧乙酸、2，4- 二氯苯酚，其中2，4- 二氯苯氧乙酸較難催化脫氯，因此本專利技術主要以2，4- 二氯苯氧乙酸的脫氯為研究方向，但本專利技術方法同樣適用其他含氯有機物的脫氯處理過程。本專利技術所述含氯有機物優選為2，4- 二氯苯氧乙酸(簡稱2，4-D)。本專利技術所述每 克鈀/鐵顆粒對應0.1-0.4 mmol/h EDTA的投加速率向反應液中不斷滴加EDTA水溶液，對應每克鈀/鐵顆粒，EDTA的投加速率為0.1-0.4 mmol/h,即對于Mg鈀/鐵顆粒，EDTA的投加速率為MX (0.1-0.4) mmol/h。EDTA可配成不同濃度(Nmol/L)的EDTA水溶液，根據反應液中鈀/鐵顆粒的用量Mg、EDTA水溶液的濃度Nmol/L，以及設定的EDTA投加的物質的量的速率，可以計算得到EDTA水溶液滴加的體積速率=MX (0.1-0.4)/N (mL/h)。本領域技術人員公知這種計算方法。較為優選的，對應5g鈀/鐵顆粒，所述反應過程中優選以20mL/h的速率向反應液中不斷滴加濃度為25 100 mmol/L的EDTA水溶液。本專利技術所述反應過程中，是指反應開始時即開始滴加EDTA水溶液，不斷滴加EDTA水溶液直至反應結束。所述廢水的初始pH值為3.2- 8.9，優選3.2飛.5，最優選為ρΗ4.2。廢水的初始pH值較低時有利本專利技術實施。但廢水的初始pH值過低，如低于3.2以下，對Fe的消耗量及對反應器損傷較大。本領域技術人員公知鈀/鐵顆粒的適用PH值范圍。本專利技術反應的反應溫度通常為20_40°C，優選20_30°C，最優選30°C。。本專利技術所述攪拌的速度通常為150-250 rpm。所述鈀/鐵顆粒的用量以廢水的體積計為5 20 g/L，優選10 g/L。本專利技術所述厭氧環境是鈀/鐵顆粒脫氯處理廢水時的必需環境，本領域技術人員公知的條件，一般通入氮氣以保持厭氧環境。所述廢水中含氯有 機物的初始濃度為0.f60mg/L，本專利技術方法中，出于研究的需要，模擬廢水中含氯有機物的初始濃度較高，為2(T60 mg/L，處理效果經驗證極佳，在實際水污染處理工業中，可根據廢水中含氯有機物的實際含量調整鈀/鐵顆粒的投加量，并相應調節EDTA的投加量。本專利技術同樣能夠達到很高的脫氯效率。較為具體的，推薦本專利技術方法按以下步驟進行:鈀/鐵顆粒在厭氧環境下，150-250 rpm攪拌速率下，催化脫氯含有2，4- 二氯苯氧乙酸的廢水，反應溫度20_30°C，所述鈀/鐵顆粒的用量以廢水的體積計為5 20 g/L,所述鈀/鐵顆粒中鈀與鐵的質量比為0.05、.1:100，所述廢水中2，4-二氯苯氧乙酸的初始濃度為0.Γ60 mg/L，初始pH值為4.2，反應過程中以每克鈀/鐵顆粒對應0.1-0.4 mmol/h EDTA的投加速率向反應液中不斷滴加EDTA水溶液，跟蹤檢測至反應完全，磁性分離除去鈀/鐵顆粒，得到脫氯處理后的水。本專利技術所述鈀/鐵顆粒可按以下方法制得:還原鐵粉用稀硫酸震蕩洗滌、再用除氧去離子水洗滌，然后加入K2PdCl6溶液，K2PdCl6溶液中含有的鈀與鐵粉的質量比為0.05、.1:100，劇烈震蕩反應至溶液顏色由棕褐變為淺黃至無色，除去上清液，剩余物用除氧去離子水洗滌，即制得所述鈀/鐵顆粒。這是本領域技術人員公知的制備方法。本專利技術的反應原理在于:在使用鈀/鐵顆粒還原脫氯2，4-D的過程中，以適當的速率持續滴加絡合劑EDTA以絡合鈀/鐵顆粒在反應過程中水腐蝕生成的Fe2+(可能含Fe3+)，防止鈀/鐵顆粒表面鈍化層形成，從而提高鈀/鐵顆粒對2，4-D的還原脫氯效率。控制EDTA適當的滴加速率一方面放置絡合溶液中的Fe2+(可能含Fe3+)鐵鈍化層的形成，另一方面又防止溶液中存在過量的EDTA損耗鐵顆粒甚至可能會損耗顆粒表面的鈀催化劑。本專利技術與現有技術相比具有以下優點:1、本專利技術是在常溫常壓下實現對鈀/鐵顆粒的還原脫氯效率提高的，工藝簡單，條件溫和。2、本專利技術方法對鈀/鐵顆粒的還原脫氯效率提高十分顯著，對2，4-D的處理效率比不滴加EDTA的工藝要提高3倍以上。3、本專利技術采用滴加EDTA溶液的方式，可防止反應液中因存在濃度過高的EDTA而使零價鐵損耗及EDTA的浪費。4、該工藝使用的鈀/鐵顆粒為普通微米級的鐵粉，很容易與處理液分離，可用磁鐵進行分離回收即可。具體實施例方式下面結合實施方式對本專利技術作進一步說明，但本專利技術的保護范圍并不限于此。本專利技術實施例中用除氧去離子水配制不同濃度、pH值(以質量分數85%磷酸稀釋10倍體積的磷酸溶液調節)的2，4-D溶液，模擬含氯廢水。本專利技術實施例中使用的鈀/鐵顆粒按以下方法制得:稱取5.0 g還原鐵粉于三口燒瓶中，用0.1 mo I/L的稀硫酸震蕩洗滌I分鐘以去除表面可能存在的鐵氧化物，用除氧去離子水(去離子水經曝氮氣30 min以上脫除氧氣)洗滌三次去除殘余的稀硫酸，洗滌后的鐵粉加入水中，再加20 mL質量濃度為933.4 mg/L的K2PdCl6溶液(Pd:Fe質量比為1:1000)到燒瓶中，劇烈震蕩反應至溶液顏色由棕褐變為淺黃，在鐵顆粒表面部分區域鍍上鈀催化齊U，除去上清液，保留固體，以除氧去離子水洗滌三次以去除鍍鈀過程中生成的Cl—，得到5g鈀/鐵顆粒(Pd:Fe質量比1:1000)，備用。按照上述操作步驟，所不同的是K2PdCl6的加入量改為10 mL質量濃度為933.4mg/L的K2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鈀/鐵顆粒催化脫氯處理含氯廢水的方法，所述含氯廢水為含有含氯有機物的廢水，所述方法為：鈀/鐵顆粒在厭氧環境下，攪拌下催化脫氯含有含氯有機物的廢水，所述鈀/鐵顆粒的用量以廢水的體積計為5~20?g/L，所述鈀/鐵顆粒中鈀與鐵的質量比為0.05~0.1:100，所述廢水中含氯有機物的初始濃度為0.1~60?mg/L，其特征在于反應過程中以每克鈀/鐵顆粒對應0.1?0.4?mmol/h?EDTA的投加速率向反應液中不斷滴加EDTA水溶液，跟蹤檢測至反應完全，磁性分離除去鈀/鐵顆粒，得到脫氯處理后的水。

【技術特征摘要】
1.種鈀/鐵顆粒催化脫氯處理含氯廢水的方法，所述含氯廢水為含有含氯有機物的廢水，所述方法為:鈀/鐵顆粒在厭氧環境下，攪拌下催化脫氯含有含氯有機物的廢水，所述鈀/鐵顆粒的用量以廢水的體積計為5 20 g/L，所述鈀/鐵顆粒中鈀與鐵的質量比為0.05、.1:100，所述廢水中含氯有機物的初始濃度為0.Γ60 mg/L，其特征在于反應過程中以每克鈀/鐵顆粒對應0.1-0.4 mmol/h EDTA的投加速率向反應液中不斷滴加EDTA水溶液，跟蹤檢測至反應完全，磁性分離除去鈀/鐵顆粒，得到脫氯處理后的水。2.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述含氯有機物為2，4-二氯苯氧乙酸。3.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述廢水的初始pH值為3.2-8.9。4.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述廢水的初始pH值為4.2。5.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述攪拌的速度為150-250rpm。6.權利要求1所述的方法，其特征在于所述反應的溫度為20-30°C。7....

【專利技術屬性】
技術研發人員：周紅藝，雷雙健，呂佳慧，梁思，傅瑞琪，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：