CN113683178A - 一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法，属于废水处理技术领域。以过渡金属氧化物为催化剂，以过氧化氢溶液为氧化试剂，于25‑45℃下搅拌反应15‑60min，将甲醛催化氧化为二氧化碳和水。其中，过渡金属氧化物选自Fe2O3、Co2O3、NiO、CuO和ZnO中的任一种。以该方法能够有效去除废水中的甲醛，催化剂易回收且可重复使用，过量的过氧化氢会分解为水和氧气，对环境友好、安全无毒。
Description
技术领域
本发明涉及一种去除废水中甲醛的方法，特别是一种通过催化氧化反应去除废水中甲醛的方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
甲醛是一种重要的工业原料，被广泛应用于医药、棉纺织业、化工行业等，在生产相关产品的同时排放大量废气和废液，导致空气质量严重下降，水资源遭到污染，不仅严重影响人体健康，还会对环境造成污染。甲醛具有较强的生物毒性，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，如果人体长期处于含有高浓度甲醛的空气中，会出现头晕恶心、免疫功能下降、记忆力下降、食欲不振等症状，严重的还会导致死亡。
目前，甲醛的处理方法有：物理法、化学法和生化法等。其中，物理法主要以多孔性颗粒作为吸附剂对甲醛进行吸附富集，在废水中吸附剂很容易达到吸附饱和而失效，对吸附剂的回收再利用困难大，而且未从根本上降解甲醛。化学法主要通过氧化反应将甲醛转化为其它无毒或低毒的物质，从而达到去除甲醛的目的，目前所采用的氧化法存在耗氧量大、催化剂难回收或催化剂易失效等的缺点。生化法采用强代谢作用的微生物，该方法效率高而且不会产生二次污染，但是微生物对温度、废水环境的酸碱度比较敏感，因此，对不同化学环境的甲醛废水需要培养和繁殖特定的微生物菌种，消耗大量的人力和物力。因此，急需一种环保高效去除甲醛的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过催化氧化反应去除废水中甲醛的方法。
实现本发明目的的技术解决方案是：一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法，向含甲醛的废水中依次加入过渡金属氧化物和过氧化氢溶液，于25-45℃下搅拌反应15-60min，即可。
所述的废水中甲醛的浓度为200-1000mg/L。
所述的过渡金属氧化物选自Fe2O3、Co2O3、NiO、CuO和ZnO中的任一种。
所述的过渡金属氧化物的质量为所述废水中过渡金属氧化物的终浓度为0.4-1.5wt％。
所述过氧化氢溶液中过氧化氢的浓度为30wt％，加入过氧化氢溶液至所述废水中过氧化氢终浓度为0.5-3wt％。
所述的反应温度为25-45℃。
所述的反应时间为15-60min。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法。在了解废水中甲醛浓度的情况下，通过控制废水中过渡金属氧化物的种类及用量和过氧化氢的浓度，能够在使用较少催化剂及氧化剂的条件下，实现对甲醛的完全氧化，使其转变为二氧化碳和水，且使用后通过离心或过滤回收，回收后的催化剂催化活性不变，期间无需添加其它助剂，有较好的工业化应用前景。本发明中的方法能够有效去除废水中的甲醛，避免了现有技术中催化剂易失效、难回收而对环境造成二次污染，对环境友好，且安全无毒。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入Fe2O3和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中Fe2O3的终浓度为1.2wt％，过氧化氢的终浓度为0.8wt％，于45℃下搅拌反应60min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为46.5％。
实施例2
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入Co2O3和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中Co2O3的终浓度为1.2wt％，过氧化氢的终浓度为0.8wt％，于45℃下搅拌反应60min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为36.7％。
实施例3
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入NiO和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中NiO的终浓度为1.2wt％，过氧化氢的终浓度为0.8wt％，于45℃下搅拌反应60min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为62.1％。
实施例4
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入CuO和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中CuO的终浓度为1.2wt％，过氧化氢的终浓度为0.8wt％，于45℃下搅拌反应60min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为84.6％。
实施例5
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入ZnO和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中ZnO的终浓度为1.2wt％，过氧化氢的终浓度为0.8wt％，于45℃下搅拌反应60min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为43.4％。
实施例6
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入CuO和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中CuO的终浓度为0.4wt％，过氧化氢的终浓度为0.8wt％，于25℃下搅拌反应15min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为92.9％。
实施例7
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入CuO和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中CuO的终浓度为1.5wt％，过氧化氢的终浓度为0.8wt％，子25℃下搅拌反应15min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为88.4％。
实施例8
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入CuO和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中CuO的终浓度为1.2wt％，过氧化氢的终浓度为0.5wt％，于25℃下搅拌反应15min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为88.2％。
实施例9
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入CuO和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中CuO的终浓度为1.1wt％，过氧化氢的终浓度为3wt％，于25℃下搅拌反应15min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为96.6％。
实施例10
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为200mg/L的废水，然后依次加入CuO和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中CuO的终浓度为1.2wt％，过氧化氢的终浓度为0.8wt％，于45℃下搅拌反应15min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为85.1％。
实施例11
向100mL三口烧瓶中加入甲醛浓度为1000mg/L的废水，然后依次加入CuO和浓度为30wt％的过氧化氢溶液，至上述废水中CuO的终浓度为1.2wt％，过氧化氢的终浓度为0.8wt％，于25℃下搅拌反应15min，然后进行液相色谱分析，测得甲醛转化率为100％。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法，其特征在于，向含甲醛废水中依次加入过渡金属氧化物和过氧化氢溶液，催化氧化去除废水中的甲醛，其中，过渡金属氧化物选自Fe2O3、Co2O3、NiO、CuO和ZnO中的任一种。
2.根据权利要求1所述的一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法，其特征在于，所述的含甲醛废水中甲醛的浓度为200-1000mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法，其特征在于，所述的加入过渡金属氧化物的量至所述废水中过渡金属氧化物的终浓度为0.4-1.5wt％。
4.根据权利要求1所述的一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法，其特征在于，所述过氧化氢溶液中过氧化氢的浓度为30wt％，所述的加入过氧化氢的量至所述废水中过氧化氢的终浓度为0.5-3wt％。
5.根据权利要求1所述的一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法，其特征在于，反应温度为25-45℃。
6.根据权利要求1所述的一种催化氧化法去除废水中甲醛的方法，其特征在于，反应时间为15-60min。
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