催化氧化法處理甲醛工業廢水的研究進展

王雪 金松亞 楊松戀 海彬 于成博 齊燕姣 劉志遠(西北民族大學化工學院 甘肅 蘭州 730030)

甲醛是一種基礎性化工原料，在工業上廣泛應用，對人們的生產生活起著極其重要的作用，因此甲醛廢水的治理是一個重要的工業問題。催化氧化法相對于傳統工藝可以處理成分復雜的工業廢水，因此采用催化氧化技術處理甲醛廢水已成為研究的熱點。

1.光催化氧化法

近年來，以半導體為催化劑的光催化氧化法成為最引人注目的甲醛處理方法，它主要是通過半導體氧化物材料在光照下，表面能被激活的特性，用于甲醛廢水的處理。該法氧化能力強、降解徹底、無二次污染等，通過對催化劑的改性，還可以利用最清潔、廉價的太陽能。

王玉軍等[1]用二氧化鈦作催化劑，高壓汞燈為光源，通過采用光催化氧化法對低濃度甲醛廢水進行處理。證明增加催化劑用量可以很大程度上增加反應速度，加快甲醛的降解速度并且更加有利的反應條件是堿性條件。

2.Fenton試劑氧化法

是國內外學者普遍研究的一種方法。Fenton試劑催化氧化能力極強，且操作簡單、反應迅速，被廣泛應用于難降有機廢水的處理。Fenton試劑是由過氧化氫和Fe2+組成的一種強氧化劑，利用活性較高的羥基自由基氧化降解廢水中的有機物且在短時間內能實現完全降解。

吳超飛等[2]通過采用Fenton試劑氧化法處理甲醛廢水，研究表明：當H2O2濃度為0.25mol/L，Fe2+濃度為3.0mol/L，并且反應在適宜的溫度和時間下進行時，甲醛的去除率較高。

Fenton試劑氧化法處理能有效的處理甲醛廢水，在此基礎上，研究者又進一步開發出了光-Fenton及電-Fenton等工藝。胡成生等[3]采用活性炭/涂膜活性炭混合填料電-Fenton反應實驗裝置，發現在pH值，涂膜炭填充比例，電壓，反應溫度適宜的條件下甲醛的去除率較高，運行費用比Fenton試劑法低。

3.濕式氧化技術

濕式空氣氧化法是在高溫120～374℃、高壓0.5～20MPa和液相條件下用氧化劑氧化水中溶解態或懸浮態有機物和還原態無機物的一種高級氧化技術，它適用范圍廣、污染物分解徹底、停留時間短、二次污染少。

Lin等[4]采用濕式氧化法處理石化廠廢水，結果表明，反應溫度、壓力及反應時間的改變，都會影響COD的去除率。且通過實驗發現，反應一個小時后，均相催化劑硫酸銅 可以使COD的去除率顯著提高。

4.其他催化氧化法

通過催化氧化法處理甲醛廢水的方法有很多，除以上方法外，還有一種方法通常是以過渡金屬作為催化活性組分，所用氧化劑一般為 ClO2、H2O2、O3、O2、空氣等。

4.1 ClO2氧化法

ClO2可將甲醛氧化成甲酸直至CO2而將其除去。

岳欽艷等[5]研究了ClO2氧化甲醛廢水。結果表明：當反應達到穩定期時甲醛去除率最大為80%。實驗還發現pH值的大小對反應的效果影響較大，同時還發現處理甲醛廢水效果最好的反應條件是中性條件。

4.2 H2O2/Fe3+處理高濃度甲醛廢水

高濃度含甲醛廢水一般采用高級氧化技術進行處理，其中Fenton試劑(H2O2/Fe2+)法是在工業上有成功應用的一種廢水處理技術。Fe3+能夠作為H2O2分解產生羥基自由基的催化劑，用H2O2/Fe3+處理法是一種很好的處理高濃度甲醛廢水的方法。

黃力群等[6]研究采用H2O2/Fe3+催化氧化處理高濃度含甲醛廢水，探討了雙氧水和催化劑投加量、反應pH及反應溫度等操作條件對處理效果的影響。結果表明，在較優的反應時間，溫度，pH等操作條件下，甲醛去除率較高達99%以上。

4.3 催化臭氧氧化法

采用臭氧氧化法不但能去除水中的有機污染物，還能將大多數有機物降解并改善其生物降解性能。

于欣等[7]通過制備TiO2∕SiO2催化劑，采用催化臭氧氧化對甲醛廢水進行處理。表明隨著TiO2∕SiO2催化劑的加入量、臭氧流量和溶液PH值的增大，甲醛濃度降低，去除效果大大增強。

結論及展望

催化氧化法操作方法簡單、處理效果好、環保無污染，但由于氧化劑消耗量大、運轉費用高等因素制約了催化氧化法在實際中的應用。因此，在甲醛催化氧化處理方面我們確實取得了一些成果，但仍有很多不足，我們仍需不斷努力，研究更好的催化氧化甲醛的方法，使其達到最優化。

[1]王玉軍,賀華陽,駱廣生,等.化工環保,2003,23(6):311-314.

[2]吳超飛,王剛,楊波等..環境工程,2002,20(2):7-9.

[3]胡成生,王剛,吳超飛等..環境科學,2003,24(6):106-111.

[4]S.H.Lin,et al..Treatment of high-strength industrial wastewater by wet air oxidation-a case study.WasteManagement,1997,17(1):71～78

[5]岳欽艷,高寶玉,岳欽文,等.山東環境,1998(3)：3– 5.

[6]黃立群,張杰,田寧寧等.環境工程學報,2009,3(7):1274-1278

[7]于欣,劉洪波,孔令江等.化工環保,2007,26(1):27-31