零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法技术

零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法，本发明专利技术为了解决现有的芬顿水处理工艺中对某些典型污染物去除效率较低的问题。本发明专利技术零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法：一、称量零价铁固体；二、配制次氯酸盐母液；三、调节含有有机污染物的原水pH至4.0～9.0；四、将零价铁固体和次氯酸盐母液投加到含有有机污染物的原水中；五、开启搅拌器进行搅拌反应。本发明专利技术零价铁强化次氯酸盐去除水中污染物的方法，通过零价铁与次氯酸盐发生的多相微界面区域内的氧化还原反应，体系中产生多种类高赋存量的活性氧化物种，构建一种类芬顿体系，改进传统芬顿法的缺点，拓宽了pH适用范围，使水中污染物的去除效率增加35～95％。使水中污染物的去除效率增加35～95％。

【技术实现步骤摘要】
零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法


[0001]本专利技术涉及一种零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国人口和工业化的快速增长，废水的产生成倍增加，大量的有机污染物和无机污染物，如化工原料中的苯甲酸、农药中的阿特拉津、药物中的卡马西平等随之流入水体，水环境领域污染状况不容乐观。这些污染物危害巨大，即使在环境中的含量很低，也会引起很强的毒理效应及生态危害，严重威胁到人类的生活健康和安全。如何更好的控制和去除水中的污染物是当前水处理研究者们的共同课题。
[0003]化学氧化法是有效去除水中污染物最常用的技术手段之一，常用的氧化技术有氯、二氧化氯、高铁、高锰、高级氧化等。其中，高级氧化因为其氧化能力强，可以将绝大多数有机污染物转化为二氧化碳、水、无机离子和小分子化合物，很大程度减少污染而受到广泛关注。其中芬顿工艺是其中最有前景的处理技术。但是在实际应用芬顿反应也存在着一些问题，比如适用的pH范围比较窄，过氧化氢的利用率低，投药量过大和投资费用高等。因此类芬顿体系逐渐受到人们的关注，研究人员一方面通过引入光照、电流和超声等能源来促进体系中自由基的产生；另一方面研究改进传统芬顿试剂，希望可以在提高芬顿体系处理能力的同时，尽量消除其负面影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有的芬顿水处理工艺中对某些典型污染物去除效率较低，尤其是传统芬顿反应中过氧化氢的利用率低，投药量过大和投资费用高等问题，而提供一种零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法。
[0005]本专利技术零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法按照以下步骤实现：
[0006]一、称量零价铁固体；
[0007]二、配制次氯酸盐母液；
[0008]三、调节含有有机污染物的原水pH至4.0～9.0；
[0009]四、将零价铁固体和次氯酸盐母液投加到步骤三中含有有机污染物的原水中，次氯酸盐的最终浓度为0.02～5mmol/L；
[0010]五、开启搅拌器进行搅拌反应，完成水中有机污染物的去除。
[0011]本专利技术零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法的优势在于：(1)零价铁作为一种还原剂，在芬顿或类芬顿体系中，可通过单电子和双电子两种反应途径产生高活性的羟基自由基来转化降解污染物；其次，相较于二价铁，零价铁作为还原剂，具有更强的还原能力，在反应过程中能提供更多的电子；而且，相较于涉及二价铁的均相反应，零价铁颗粒参与的氧化还原反应发生于液固二相界面，基于微界面效应和限域空间效应，发生的反应转化效率更高，反应速率更快，去除水中有机污染物的效果更好。2)次氯酸盐在水处理中通常作为消毒剂使用，与其他化学药剂相比，具有氧化性强，运输储存方便，价格低廉等
优点，用次氯酸盐来替代芬顿体系中的过氧化氢不仅效果好，而且成本低，运行过程中pH值可以扩充到弱酸性条件，可以突破传统芬顿法的瓶颈问题。
[0012]本专利技术提供了一种零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法，反应机理为通过零价铁与次氯酸盐发生的多相微界面区域内的氧化还原反应，体系中产生多种类高赋存量的活性氧化物种，包括羟基自由基、单线态氧、过氧自由基、中间价态铁、氯自由基和氯氧自由基等，致使体系对水中有机污染物的去除效率可以提高35～95％，例如，在相同时间内，对苯甲酸BA的去除率可以由单独次氯酸盐的3％和单独零价铁的40％提升为80
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98％；对卡马西平CBZ的去除率可以由单独次氯酸盐的49％和单独零价铁的5％提升为88
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99％；对硝基苯NB的去除率可以由单独次氯酸盐的12％和单独零价铁的24％提升为74
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95％；对阿特拉津ATZ的去除率可以由单独次氯酸盐的10％和单独零价铁的5％提升为65
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85％。
[0013]本专利技术零价铁强化次氯酸盐去除水中污染物的方法，构建一种类芬顿体系，改进传统芬顿法的缺点，拓宽了pH适用范围，减少投药浪费，降低成本，并且二者复合后的效果大于单独体系处理效果之和，可以使水中污染物的去除效率增加35～95％。
具体实施方式
[0014]具体实施方式一：本实施方式零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法按照以下步骤实施：
[0015]一、称量零价铁固体；
[0016]二、配制次氯酸盐母液；
[0017]三、调节含有有机污染物的原水pH至4.0～9.0；
[0018]四、将零价铁固体和次氯酸盐母液投加到步骤三中含有有机污染物的原水中，次氯酸盐的最终浓度为0.02～5mmol/L；
[0019]五、开启搅拌器进行搅拌反应，完成水中有机污染物的去除。
[0020]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一所述的零价铁为普通零价铁、磷酸化(改性)零价铁或者硼酸化(改性)零价铁。
[0021]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一所述的零价铁的粒径为10nm～50μm。
[0022]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中所述的次氯酸盐母液的浓度为0.1～2.5mol/L。
[0023]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤二中所述的次氯酸盐为次氯酸钠、次氯酸钙、次氯酸镁中的一种或者多种混合物。
[0024]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤三所述原水中的有机污染物为BA、ATZ、CBZ、NB中的一种或者多种混合物。
[0025]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤三中调节原水pH至4.0～7.0。
[0026]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤四中零价铁固体和次氯酸盐的摩尔比为2～20。
[0027]具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤五中搅拌器的转速为100～200r/min。
[0028]具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤五中搅拌反应时间为10min～60min。
[0029]实施例一：本实施例零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法按照以下步骤实施：
[0030]一、称量10mg零价铁固体；
[0031]二、配制浓度为100mmol/L的次氯酸钠母液；
[0032]三、调节含有有机污染物BA的原水pH至4.0，原水中BA的浓度为10μmol/L；
[0033]四、将10mg零价铁固体和一定量的次氯酸钠母液投加到步骤三中含有有机污染物的1L原水中，次氯酸钠的最终浓度(投加次氯酸钠母液后水中次氯酸钠的浓度)为50～60μmol/L；
[0034]五、开启搅拌器以200r/min的转速进行搅拌反应15min，完成水中有机污染物的去除。
[0035]单独加入零价铁和单独加入次氯酸钠作为对比实施例，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法，其特征在于该方法按以下步骤实现：一、称量零价铁固体；二、配制次氯酸盐母液；三、调节含有有机污染物的原水pH至4.0～9.0；四、将零价铁固体和次氯酸盐母液投加到步骤三中含有有机污染物的原水中，次氯酸盐的最终浓度为0.02～5mmol/L；五、开启搅拌器进行搅拌反应，完成水中有机污染物的去除。2.根据权利要求1所述的零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法，其特征在于步骤一所述的零价铁为普通零价铁、磷酸化零价铁或者硼酸化零价铁。3.根据权利要求1所述的零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法，其特征在于步骤一所述的零价铁的粒径为10nm～50μm。4.根据权利要求1所述的零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法，其特征在于步骤二中所述的次氯酸盐母液的浓度为0.1～2.5mol/L。5.根据权利要求1所述的零价铁强化次氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鲁，马军，王桂菁，刘玉蕾，黄壮松，赵晓娜，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：