污水處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)所提供的污水處理方法，利用鋅金屬，該污水處理方法包括一待處理污水，該待處理污水包含水及有機(jī)物質(zhì)，該鋅金屬直接浸泡于該待處理污水內(nèi)，待一段時(shí)間后，該有機(jī)物質(zhì)被鋅金屬降解礦化，使該待處理污水內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)濃度大幅降低。通過上述處理方法，可輕易地將污水中的有機(jī)物質(zhì)降解，同時(shí)具有處理成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種，特別涉及一種含有機(jī)物質(zhì)污水的處理方法。
技術(shù)介紹
習(xí)用，大致可分為物理性、化學(xué)性及生物性處理等三種。上述物理性例如利用柵欄與沉淀池，對(duì)污水中的固體物質(zhì)及懸浮物 質(zhì)等進(jìn)行分離。但是，單純物理性污水處理僅能對(duì)污水進(jìn)行初步處理，并無法對(duì)污水中的有 機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解。而化學(xué)性例如以離子交換、化學(xué)藥劑(如漂白劑)等方法除去水中 的懸浮微粒、有機(jī)物質(zhì)及金屬離子等，但其具有成本較為高昂、藥劑回收不易的問題存在， 且此法對(duì)于小分子有機(jī)物質(zhì)的反應(yīng)性較差，仍無法使水中有機(jī)物質(zhì)完全降解。生物性主要藉助微生物對(duì)污水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解，達(dá)成凈化目 的，且對(duì)小分子有機(jī)物質(zhì)的反應(yīng)性亦佳，但此法對(duì)生物環(huán)境要求較高，處理過程亦較為復(fù) 雜，曝曬場(chǎng)地面積大，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，致其成本高昂，且顯然無法滿足大量工業(yè)廢水的凈化需 求。在上述含有機(jī)物質(zhì)污水中，染料相關(guān)產(chǎn)業(yè)是制造此類污水的大宗，例如紡織、造紙 及食品產(chǎn)業(yè)等，此類產(chǎn)業(yè)往往制造大量污水，并具有高溫、高色度及生物難分解等特性，以 往此領(lǐng)域制造的工業(yè)污水主要是以生物性搭配物理、化學(xué)性處理方法為之，但仍有處理方 法復(fù)雜、成本較高等問題存在。因此，如何提供一種更為簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的，為本領(lǐng)域人士亟待努力的課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的為提供一種簡(jiǎn)便且經(jīng)濟(jì)的。為了達(dá)成上述目的，本專利技術(shù)提供一種，利用鋅金屬，該 包括一待處理污水，該待處理污水包含水及有機(jī)物質(zhì)，該鋅金屬直接浸泡于該待處理污水 內(nèi)，待一段時(shí)間后，該有機(jī)物質(zhì)被鋅金屬降解礦化，使該待處理污水內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)濃度大幅 降低。所述鋅金屬使用鋅板，該鋅板為回收自廢棄干電池。所述鋅金屬使用鋅粉，該鋅粉為納米級(jí)鋅粉。所述有機(jī)物質(zhì)指有機(jī)染料，該有機(jī)染料包括偶氮類、酞氰類、蒽醌類、氰類、靛族、 苯甲烷類、硝基及亞硝基染料。所述有機(jī)物質(zhì)指油脂。所述鋅金屬在可見光底下浸泡于該待處理污水內(nèi)并靜置一段時(shí)間。所述鋅金屬在UV光下浸泡于該待處理污水內(nèi)并靜置一段時(shí)間。所述鋅金屬在非酸性環(huán)境下浸泡于該待處理污水內(nèi)并靜置一段時(shí)間。所述待處理污水的PH值大于4。當(dāng)該待處理污水中的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)降解、礦化且其濃度趨于穩(wěn)定后，該鋅金屬自該 待處理污水中回收取出，重復(fù)利用該鋅金屬。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為本專利技術(shù)提供的，利用鋅金屬直接浸泡于該待處理污水內(nèi)，可輕易地 將污水中的有機(jī)物質(zhì)降解成水、二氧化碳及其他無機(jī)鹽類，減少對(duì)環(huán)境的危害，同時(shí)更具有 處理成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1為不同濃度納米級(jí)鋅粉對(duì)IOppm的EV染料溶液的降解效率圖表。圖2為不同基材鋅板對(duì)EV染料溶液的降解速率和干電池鋅板對(duì)不同染料溶液的 降解速率圖表。圖3為鋅板對(duì)不同濃度的EV染料溶液的降解速率圖表。圖4為納米級(jí)鋅粉對(duì)不同濃度EV染料溶液的降解速率圖表。圖5為鋅板在不同光源下對(duì)EV染料溶液的降解速率圖表。圖6為鋅金屬對(duì)有機(jī)物質(zhì)的降解機(jī)制示意圖。圖7為干電池鋅板在不同PH下對(duì)EV染料溶液的降解速率圖表。圖8為干電池鋅板在不同PH下對(duì)ABl染料溶液的降解速率圖表。圖9為重復(fù)利用干電池鋅板降解EV染料溶液的降解效率圖表。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)的，主要利用鋅金屬來降解待處理污水中的有機(jī)物質(zhì)。更 具體而言，一待處理污水中至少包含水及有機(jī)物質(zhì)，該有機(jī)物質(zhì)可為有機(jī)染料，例如偶氮 ^ (azo dyes) > Fft^t ^ (Phthalocyanine dyes)、i 酉昆 @ (anthraquinone dyes) > ^ (cyanine dyes)、青定方矣(indigoid dyes)、苯甲燒類(phenylmethane dyes)、硝基(nitro group dyes)及亞硝基染料(nitroso groupdyes)，或者家庭廢水中所含的油脂。欲降解該 有機(jī)物質(zhì)時(shí)，僅需將鋅金屬直接浸泡于該待處理污水內(nèi)，較佳者為靜置一段時(shí)間后，即可使 有機(jī)物質(zhì)被鋅金屬降解、礦化成對(duì)環(huán)境無害的水、二氧化碳、氮?dú)饧捌渌麩o機(jī)鹽類，也即該 待處理污水內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)濃度可大幅降低，甚至完全降解。上述鋅金屬，可使用市售鋅板或成本更為低廉的鋅粉，上述鋅粉無論是微米級(jí)或 納米級(jí)，均可有效且充分地將有機(jī)物質(zhì)降解，其中由于納米級(jí)鋅粉的比表面積較大(粒徑 約為50-250nm大小均勻且平滑)，故其處理時(shí)間可進(jìn)一步縮短，在短時(shí)間內(nèi)完成污水處理 作業(yè)，例如圖1所示，在遮光環(huán)境下利用不同濃度納米級(jí)鋅粉對(duì)IOppm的EV(ethyl violet, 甲基紫，以下簡(jiǎn)稱EV)染料進(jìn)行降解，可見EV染料在無鋅粉存在的條件下，并不會(huì)自發(fā)性地 降解，而當(dāng)納米級(jí)鋅粉濃度越高時(shí)，其降解速率越高，且均可在60分鐘內(nèi)達(dá)成90%以上降 解率((1-C/C0)xl00%，其中C為濃度，CO為初始濃度)，其中又以0. 5g/L的納米級(jí)鋅粉可 于20分鐘內(nèi)使EV染料完全降解為最佳。其中，上述鋅板也可使用回收自廢棄干電池(如碳 鋅電池外殼)的廢棄鋅板，同樣可收降解有機(jī)物質(zhì)的效果，且其降解處理時(shí)間幾乎與市售 鋅板無異，故使用廢棄干電池所回收的舊鋅板進(jìn)行污水處理，一則可減少購置鋅板成本，二則可將廢棄干電池的回收物料再次利用，三則可達(dá)成凈化污水目的，極富環(huán)保價(jià)值。例如圖 2所示，可見不論是使用市售鋅板(例如自Aldrich購得的鋅板，以下簡(jiǎn)稱Aldrich鋅板)、 新的干電池或廢棄干電池所拆解下來的鋅板，在24時(shí)后皆能有效降解EV染料，且降解率至 少達(dá)89%以上；此外，利用新的干電池鋅板對(duì)不同有機(jī)染料，即陽離子性染料EV、陰離子性 染料 ABl (Acid Blue 1，以下簡(jiǎn)稱 ABl)、偶氮染料 Amaranth 和 RRK-7B (Reactive Red 120， 以下簡(jiǎn)稱RRK-7B)進(jìn)行降解，于24小時(shí)內(nèi)均能有效被降解，其中RRK-7B的反應(yīng)速率較慢， 探討原因之一是RRK-7B為較大分子所致。此外，如圖3所示，本專利技術(shù)另通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M染料污水實(shí)際濃度，以市售Aldrich鋅 板分別對(duì)10ppm、50ppm、100pm及200ppm的EV染料進(jìn)行降解，發(fā)現(xiàn)利用本方法處理lOppm、 50ppm及IOOpm的EV染料時(shí)，皆可于80小時(shí)內(nèi)達(dá)成完全降解，并可在靜置96小時(shí)后對(duì) 200ppm的EV染料達(dá)成96. 8%的降解率。由于高濃度的染料分子競(jìng)爭(zhēng)吸附較小比表面積的 鋅板時(shí)，會(huì)使得降解速率降低，故可改用比表面積較大的納米級(jí)鋅粉進(jìn)行處理，例如圖4所 示，當(dāng)以0. 5g/L的納米級(jí)鋅粉對(duì)上述濃度的EV染料進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，均可在240分鐘內(nèi)達(dá)成或 至少接近完全降解。另外，本專利技術(shù)另通過實(shí)驗(yàn)探討不同光源下，鋅金屬對(duì)含有機(jī)染料污水的降解效率 影響，由圖5可見在UV光下、可見光下或沒有光源下，Aldrich鋅板皆在24小時(shí)內(nèi)完全降 解EV染料，并發(fā)現(xiàn)在UV光照射下，其降解速率最快，但在遮光環(huán)境時(shí)，鋅金屬仍可有效對(duì)有 機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解。請(qǐng)參考圖6，探討其降解機(jī)制，當(dāng)鋅板浸泡于水內(nèi)時(shí)，會(huì)自發(fā)性的反應(yīng)形成 氧化鋅(ZnO)納米柱，而當(dāng)氧化鋅受UV或可見光照射時(shí)，會(huì)具有光觸媒特性而產(chǎn)生電洞并 搶奪水分子的電子，并形成氧化能力極強(qiáng)的氫氧自由基，而氫氧自由基復(fù)又攻擊污水中的 有機(jī)物質(zhì)，使其降解、礦化，最終轉(zhuǎn)化成無害的水、二氧化碳及其他無機(jī)鹽類等物質(zhì)。然而， 使用鋅金屬降解有機(jī)物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)在于，其在遮光本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種污水處理方法，其特征在于，利用鋅金屬，該污水處理方法包括一待處理污水，該待處理污水包含水及有機(jī)物質(zhì)，該鋅金屬直接浸泡于該待處理污水內(nèi)，待一段時(shí)間后，該有機(jī)物質(zhì)被鋅金屬降解礦化，使該待處理污水內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)濃度大幅降低。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳錦章，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陳錦章，
類型：發(fā)明
國別省市：71[中國|臺(tái)灣]