一种基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法，属于环境污染修复领域。方法包括向含有机污染物的水中投加亚硫酸盐和高铁酸盐，搅拌反应的步骤。特别是所述亚硫酸盐与高铁酸盐的摩尔比为(0.1～0.4):1时，对有机污染物的降解效果高于高摩尔比的情形。本发明专利技术以特定条件向污染水中投加低摩尔比的亚硫酸盐和高铁酸盐，促进高铁酸盐分解产生了活性中间价Fe和自由基，从而增强其对污染水体的修复效果。相较于单独使用高铁酸盐，本发明专利技术方法对有机污染物的去除效果显著提升，投加氧化剂的量也有所减少，修复成本有所降低。降低。降低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法


[0001]本专利技术属于污染水处理
，主要用于去除水中有机污染物，具体涉及一种基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法。

技术介绍

[0002]持久性有机污染物如多环芳烃、氯代烃、石油烃是水体中常检出的污染物，工业生产、交通运输、化石燃料不充分燃烧等人为活动是其主要来源。环境中持久性有机污染物具有致癌、致畸、致突变的效应，可以通过多种途径进入人体并进行富集，从而危害人体健康。目前的修复方法有物理方法、化学方法和生物方法。化学方法中常用的是氧化处理法，即使用强氧化剂分解水体中的有机污染物，以净化污染水体。
[0003]高铁酸盐(Fe
VI
O
42
‑
,Fe(VI))是一种绿色环保的多功能水处理剂，较于其他常用氧化剂(例如氯，二氧化氯，高锰酸盐，过氧化氢和臭氧)因为其具有较强的氧化、杀菌能力，且不产生有害废物而受到关注。高铁酸盐除了作为氧化剂和消毒剂使用外，其产生的Fe(III)还可以作为混凝剂来吸附水中的杂质。高铁酸盐在水体中稳定性较差，其自分解会消耗大量的活性物质，影响其对污染物的降解效果；高铁酸盐具有一定的选择性，单独使用高铁酸盐处理水体中的有机污染物效果并不理想，降解效率一般。碱性条件下，高铁酸盐的稳定性有所提升，但是氧化能力降解，降解污染物的效果较差。

技术实现思路

[0004]1.要解决的问题
[0005]针对现有技术中碱性条件下降解效率低的问题，本专利技术提供一种基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法，通过加入特定剂量亚硫酸钠，与高铁酸盐反应产生活性中间价Fe和自由基，显著提高了碱性水体中有机污染物的去除效果。
[0006]2.技术方案
[0007]一种基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法，包括向含有机污染物的水中投加亚硫酸钠和高铁酸钾，搅拌反应的步骤。
[0008]优选地，所述亚硫酸盐与高铁酸盐的摩尔比为(0.1～2.5):1。在该摩尔比范围内，可达到活化高铁酸盐降解污染物的效果，有机污染物的降解率处于较高水平；但亚硫酸钠比例较高时活化效果较弱，成本较高。
[0009]优选地，所述亚硫酸盐与高铁酸盐的摩尔比为(0.1～0.4):1。实验发现，在此低摩尔比的范围内，有机污染物的降解率高于亚硫酸钠与高铁酸盐的摩尔比为(1～2):1时有机污染物的降解率。
[0010]优选地，所述反应体系的pH值为8.0～9.0。在该条件下，本专利技术方法对有机污染物有更好的去除效果。在一些实施例中，可通过加入无机酸或无机碱来调控水体pH。
[0011]优选地，所述有机污染物包括多环芳烃、氯代烃、石油烃中的一种或多种。
[0012]优选地，所述多环芳烃包括芘、菲、苯并[a]芘中的一种或多种。
[0013]优选地，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠，所述高铁酸盐为高铁酸钾。
[0014]优选地，所述搅拌反应时间为40～180min，更优选为120～180min。
[0015]优选地，所述搅拌速度为400～1000rpm，更优选为700～900rpm。
[0016]本专利技术方法中，发生以下两个过程，第一，添加少量亚硫酸盐后，其活化高铁酸盐(低摩尔比[Na2SO3/Fe(
Ⅵ
)])自身分解产生具有较强氧化能力的中间价铁(Fe(V))，同时生成少量硫酸根自由基SO4·
‑
和羟基自由基
·
OH。Fe(V),SO4·
‑
和
·
OH与水中有机污染物反应从而强化有机污染物的降解。第二，少量亚硫酸钠与高铁酸钾反应后，产生的Fe(III)促进高铁酸钾分解，产生具有较强氧化能力的中间价铁(Fe(IV))，Fe(IV)与水中有机污染物反应，进一步强化水中有机污染物的降解，避免了引入多余杂质离子而造成二次污染。
[0017]3.有益效果
[0018]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术方法中，通过特定条件向水中投加少量亚硫酸钠溶液和高铁酸钾，使高铁酸钾得到有效活化，活化后高铁酸钾自身分解产生具有较强反应活性的中间价铁(Fe(V)和Fe(IV))和自由基(SO4·
‑
和
·
OH)，从而增强其对水中有机污染物的去除效果。相比于只使用高铁酸盐，本专利技术对有机污染物的去除效果显著提高。相比于现有技术，如加入焦亚硫酸钠还原高铁酸盐的技术，本专利技术加入的活化剂亚硫酸盐量明显减少，降低了引入多余离子导致的风险。高摩尔比焦亚硫酸盐与高铁酸盐混合时直接产生中间态铁Fe(V)和Fe(IV)，而并非产生三价铁离子，而本专利技术采用少量亚硫酸钠活化高铁酸盐时，促进高铁酸盐自身分解产生三价铁，再由三价铁与高铁酸盐反应生成中间态铁Fe(V)和Fe(IV)。因此，二者降解有机污染物基于不同的机理。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1中，不同亚硫酸钠与高铁酸盐摩尔比下菲的降解效果；
[0020]图2为本专利技术实施例1中，不同亚硫酸钠与高铁酸盐摩尔比下芘的降解效果；
[0021]图3为本专利技术实施例1中，不同亚硫酸钠与高铁酸盐摩尔比下苯并[a]芘的降解效果；
[0022]图4为本专利技术实例2中，菲在不同亚硫酸钠与高铁酸盐摩尔比下(0～1.0)的降解特征，以及其动力学数据拟合结果。
具体实施方式
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0024]浓度、量和其他数值数据可以在本文中以范围格式呈现。应当理解，这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用，并且应当灵活地解释为不仅包括明确叙述为范围极限的数值，而且还包括涵盖在所述范围内的所有单独的数值或子范围，就如同每个数值和子范围都被明确叙述一样。例如，约1至约2.5的数值范围应当被解释为不仅包括明确叙述的1至约2.5的极限值，而且还包括单独的数字(诸如1、2)和子范围(诸如1至2、1至1.5等)。相同的原理适用于仅叙述一个数值的范围，诸如“小于约2.5”，应当将其解释为包括所有上述的值和范围。此外，无论所描述的范围或特征的广度如何，都应当适用这种解释。
[0025]实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实验中采用的溶液例如亚硫酸钠、高铁酸钾溶液等均为新鲜配置。
[0026]以下结合附图和实例对本专利技术的具体实施作进一步说明，但本专利技术的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
[0027]实施例1
[0028]本实施例为含2.5mg/L菲、2.5mg/L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法，其特征在于，包括向含有机污染物的水中投加亚硫酸盐和高铁酸盐，搅拌反应的步骤。2.如权利要求1所述的基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法，其特征在于，所述亚硫酸盐与高铁酸盐的摩尔比为(0.1～2.5):1。3.如权利要求1所述的基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法，其特征在于，所述亚硫酸盐与高铁酸盐的摩尔比为(0.1～0.4):1。4.如权利要求1所述的基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法，其特征在于，所述反应体系的pH值为8.0～9.0。5.如权利要求1所述的基于亚硫酸盐活化高铁酸盐去除水中有机污染物的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，赵之良，相雷雷，王紫泉，刘雨，杨兴伦，卞永荣，蒋新，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：