[发明专利]一种络合的亚铁活化过硫酸盐氧化水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种络合的亚铁活化过硫酸盐氧化水处理技术，属于水污染控制技术领域。

背景技术

目前基于硫酸根自由基的废水高级氧化处理技术正越来越受到重视。过硫酸盐是水溶液中最强的氧化剂之一，它的氧化还原电势(E⁰＝2.01V)高于H₂O₂(E⁰＝1.76V)。与其它的高级氧化废水处理技术相比，它具有很多的优点：室温下呈固体状态，易于储存和输送；高稳定性，高水溶性，相对价格较低。这些特征使它在废水的深度处理应用中前景广阔。

室温下过硫酸盐非常稳定，需通过光、热、过渡金属(Fe²⁺等)等活化方式分解产生的过硫酸根自由基和羟基自由基氧化降解污染物。热活化过硫酸盐技术能耗高，而光活化过硫酸盐技术条件苛刻。相对于其它活化方式，过渡金属活化对设备要求低，能耗小，更加经济实惠，而铁是自然界最广泛的过渡金属之一，但是亚铁参与的过硫酸钠氧化反应存在下列问题：1.对废液的pH要求很高，Fe²⁺的存在需要酸性条件，中性或碱性条件易变成沉淀析出；2.溶液中大量自由存在的亚铁离子与过硫酸盐反应速度很快，SO₄^-·瞬时爆发，氧化反应瞬间完成，反应速率虽然很高，但污染物的矿化率却很低；3.反应体系中过量的亚铁离子会与污染物竞争SO₄^-·，这三四者共同限制了过硫酸盐高级氧化法的氧化能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种络合的亚铁活化过硫酸盐氧化水处理方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种络合的亚铁活化过硫酸盐氧化水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先测定待处理废水的pH值和COD_cr值；

(2)根据pH值选择络合剂添加到废水中，再向废水中加入亚铁离子充分混合；

(3)根据COD_cr值向步骤(2)的废水中添加过硫酸盐，充分反应后，即得到净化后的废水。

其中所述的络合剂可以是自然界中存在最广泛的无环境危害的小分子有机酸及工业应用中最广泛的络合剂，优选柠檬酸、葡萄糖酸、酒石酸、草酸、苹果酸、EDTA及其盐中的一种。

所述废水的pH值为酸性时，可选择酸性条件下能稳定络合亚铁并不易被过硫酸根自由基和羟基自由基降解的络合剂，络合剂优选草酸或草酸盐；pH为中性，可选择中性条件下能稳定络合亚铁并不易被过硫酸根自由基和羟基自由基降解的络合剂，络合剂优选柠檬酸、EDTA及其盐中的一种；pH为碱性时，可选择碱性条件下能稳定存在并不易被过硫酸根自由基和羟基自由基降解的络合物，络合剂优选葡萄糖酸、柠檬酸、EDTA、酒石酸及其盐中的一种。

优选地，所述反应时间为1～4h。

优选地，所述亚铁离子与络合剂的摩尔比为1～5。

优选地，所述亚铁离子由七水合硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、氯化亚铁或硝酸亚铁提供。

优选地，所述亚铁离子与过硫酸盐的摩尔比为0.5～1。

所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵。其中所述的过硫酸盐的投加量根据处理废水的COD_cr而定，COD_cr越大，投加的过硫酸盐量越多。优选地，过硫酸盐与COD_cr的质量比为1∶1。

本发明提出了一种络合的亚铁活化过硫酸盐氧化水处理技术。将经络合剂络合过的亚铁(如方程(1)所示)作为过硫酸盐的活化剂，活化过硫酸盐产生过硫酸根自由基和羟基自由基(如方程(2)-(3)所示)，从而氧化去除废水中的难降解有机物(如方程(4)-(5)所示)。与普通的亚铁活化过硫酸盐氧化水处理技术相比，络合的亚铁活化过硫酸钠氧化处理技术因使用络合剂将亚铁包合到络合剂内部阻止金属离子的沉淀，使其适用于各种pH的废水，大大降低了投酸费用；另外络合后亚铁能缓慢的释放自由的亚铁离子，从而保证过硫酸盐氧化方法持久高效净化水中有机污染物；络合环境同样阻止了三价铁的沉淀，使得三价铁得以到循环利用(如方程(6)所示)。

EDTA+Fe²⁺→Fe-EDTA                         (1)