公布日：2024.12.17
申请日：2024.09.29
分类号：C02F1/32(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F1/70(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提供一种基于还原-氧化反应互转循环深度处理有机废水的方法及应用，将有机废水置于双波长真空紫外线照射下，采用惰性气体和含氧气体循环阶段性输入的曝气方式，并在切换为惰性气体时辅助无机亚硫酸盐添加，调控体系内活性物种生成以及循环转化，分别对有机废水中单/多元组分赋存的有机污染物及其在处理过程中产生的中间产物进行可控多次深度降解。通过简单的气氛环境反复切换，有效构建可控性还原-氧化互转循环深度处理技术，实现同时提升降解率、矿化率和脱卤率的多重目标，有效解决了副产物二次污染难题。
权利要求书
1.一种基于还原-氧化反应互转循环深度处理有机废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：将有机废水置于双波长真空紫外线照射下，采用惰性气体和含氧气体循环阶段性输入的曝气方式，并在切换为惰性气体时辅助无机亚硫酸盐添加，调控体系内活性物种生成以及循环转化，对有机废水中单/多元组分赋存的有机污染物及其在处理过程中产生的中间产物进行可控多次深度降解。
2.如权利要求1所述一种基于还原-氧化反应互转循环深度处理有机废水的方法，其特征在于：曝惰性气体前添加亚硫酸盐的量与废水中有机物含量的摩尔比为10～50:1。
3.如权利要求1所述一种基于还原-氧化反应互转循环深度处理有机废水的方法，其特征在于：紫外线光源激发同时释放双波段紫外光。
4.如权利要求1所述一种基于还原-氧化反应互转循环深度处理有机废水的方法，其特征在于：惰性气体和含氧气体采用分阶段序批循环式输入降解体系。
5.如权利要求4所述一种基于还原-氧化反应互转循环深度处理有机废水的方法，其特征在于：每阶段惰性气体和含氧气体曝气形式为连续式，相邻各阶段之间的曝气形式为间歇式。
6.如权利要求5所述一种基于还原-氧化反应互转循环深度处理有机废水的方法，其特征在于：相邻各阶段之间的曝气间隔为0～10min。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述有机废水处理方法在单/多元有机污染废水处理中的应用，废水中的单/多元有机污染物为药物类分子、卤代有机物类、芳香烃类化合物或环状有机化合物中的任意一种或多种。
8.如权利要求7所述应用，其特征在于：可用于处理pH值范围为2.0～12.0的有机废水。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种基于还原-氧化反应互转循环深度处理有机废水的方法及应用，在不额外添加催化剂的前提下，通过简单的气氛环境反复切换，有效调控还原类型活性物种和氧化类型活性物种有序性循环生成，构建可控性还原-氧化互转循环深度处理技术，实现同时提升降解率、矿化率和脱卤率的多重目标，有效解决了副产物二次污染难题。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：
本发明第一个目的在于提供一种基于还原-氧化反应互转循环深度处理有机废水的方法，包括以下步骤：将有机废水置于双波长真空紫外线照射下，采用惰性气体和含氧气体循环阶段性输入的曝气方式，并在切换为惰性气体时辅助无机亚硫酸盐添加，调控体系内活性物种生成以及循环转化，对有机废水中单/多元组分赋存的有机污染物及其在处理过程中产生的中间产物进行可控多次深度降解。
进一步的，曝惰性气体前添加亚硫酸盐的量与废水中有机物含量的摩尔比为10～50:1。
进一步的，所述紫外线采用真空紫外汞灯作为光源，光照形式为中心辐照式。
进一步的，紫外线光源激发同时释放双波段紫外光。
进一步的，惰性气体和含氧气体采用分阶段序批循环式输入降解体系，每阶段惰性气体和含氧气体曝气时长比例根据有机物的组分和含量调控。
进一步的，每阶段惰性气体和含氧气体曝气时长比例为1～9:1～9。
进一步的，每阶段惰性气体和含氧气体曝气形式为连续式，相邻各阶段之间的曝气形式为间歇式。
进一步的，相邻各阶段之间的曝气间隔为0～10min。
进一步的，所述惰性气体选用氮气或氩气中的一种，所述含氧气体选用空气或氧气。
选用氧气进行曝气的处理效果比选用空气的处理效果好。
进一步的，曝气时采用曝气系统，所述曝气系统包括浸没在废水中的曝气通路，所述曝气通路两端分别连接曝气装置和三通阀，所述三通阀与曝气通路之间设置有光化学反应器，所述三通阀的另外两端分别连接含氧气体和惰性气体。
进一步的，所述曝气装置浸没在废水中。
进一步的，所述亚硫酸盐包括但不限于亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾。
本发明第二个目的在于提供一种上述有机废水处理方法在单/多元新型有机污染物处理中的应用，废水中的单/多元新型有机污染物为药物类分子、卤代有机物类、芳香烃类化合物或环状有机化合物中的任意一种或多种。
进一步的，可用于处理pH值范围为2.0～12.0的有机废水。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
本发明用光子能量更强的双波长真空紫外光源(VUV)替代传统单波长UV-C紫外光源对亚硫酸根离子进行活化。该体系基于双波长紫外光同时光解水及激发亚硫酸根离子的特质，可以在还原阶段生成水合电子、氢自由基等还原类型活性物种，在氧化阶段基于还原体系中活性物种的转化，生成硫酸根自由基、羟基自由基、超氧自由基等多种具有一定强氧化性的活性物种，可控性、抗干扰能力强，构建的可控还原—氧化协同降解体系使得有机废水中单/多元新型有机污染物在复杂水环境条件下也可以得到彻底去除。
本发明方法能耗低，不额外引入有机催化剂，反应条件温和，活性物种生成和转化可控，只需采用价廉易得的亚硫酸盐和能耗较低的低压双波长真空紫外汞灯光源，即可获得针对有机废水中新型大分子有机污染物的高去除率和高脱卤率，且能实现中间产物多次转化，提高出水可生化性，有效抑制降解产物毒性升高对受纳水体的负面影响，并可拓展应用于其他种类复合难降解有机物污染体系的深度净化。
本发明可在pH值2.0～12.0较宽的pH条件下有较好的降解效果，解决了现有技术中废水处理对pH要求较高的现状，尤其是解决了在酸性条件下降解效果差的问题。
（发明人：陈厚样;于兴?）
