[发明专利]亚铁配位活化过硫酸盐体系降解有机污染物、柠檬酸应用

说明书

本发明提供了一种亚铁配位活化过硫酸盐体系降解有机污染物的方法，柠檬酸的应用，该方法包括如下步骤：(A)将柠檬酸：Fe²⁺：过硫酸盐之间的摩尔比控制在一定范围内，添加到待处理的有机污染物中，体系的pH值控制在一定范围内；(B)15‑70℃处理5‑60min进行降解，即可。通过引进配位剂柠檬酸，能够结合游离在溶液中的二价铁离子，从而适当降低反应中铁离子的浓度，并通过pH、柠檬酸用量以及柠檬酸:Fe²⁺物料比来调控游离Fe²⁺浓度，由Fe²⁺浓度调控硫酸根自由基的生成速度，使反应向着进攻有机污染物的方向进行，最大限度发挥药剂效能，提高有机物污染物的COD去除效率。

技术领域

本发明涉及有机污染物处理领域，具体而言，涉及一种亚铁配位活化过硫酸盐体系降解有机污染物的方法以及柠檬酸的应用。

背景技术

随着人们生活水平的提高，物质需求的增加，生活垃圾迅速增加，产生的垃圾渗滤液也迅速增加。垃圾渗滤液是一种难处理的高浓废水，尤其是垃圾渗滤液膜处理过程中产生的浓缩液，因其主要为生物难以降解的腐殖酸和富敏酸等导致降解困难。高效处理垃圾渗滤液成为提升环境质量，减轻地下水污染以及预防有机致癌物危害居民身体健康与生命安全的关键。垃圾渗滤液处理的现用方案主要包括生物处理、膜渗透、蒸发、电解以及化学氧化法等。生物方法对BOD/COD比极低的老化渗滤液降解无法实施，而膜渗透以及蒸发、电解技术成本极高，高效节能深度降解技术市场需求迫切。

现有化学氧化技术中，基于过渡金属活化的硫酸根自由基(SO₄-·)的新型高级氧化技术，在降解有机污染物方面具有高效性和清洁性，成本也比较低等优点，因此受到越来越多研究者的关注与重视。

在实际废水处理过程中，Fe²⁺作为过硫酸盐或单过氧硫酸氢盐活化最可行的方法被大量使用，然而在传统Fe²⁺单一激活体系，因为没有有效的Fe²⁺保护机制，使大量Fe²⁺中的一部分发挥快速激活过硫酸盐产生大量硫酸根自由基的同时，另一部分则被过硫酸根、硫酸根自由基氧化生成Fe³⁺，一方面导致活化剂Fe²⁺迅速失活，另一方面造成硫酸根自由基与Fe²⁺副反应湮灭及相互碰撞淬灭，另外还导致过硫酸根与Fe²⁺的副反应，造成过硫酸根的无谓消耗，使得高级氧化体系的成本升高，处理效率较低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种亚铁配位体系活化过硫酸盐降解有机污染物的方法，该方法的理论依据如式(1)所示：

其中L为其他辅助配位剂，N为与Fe²⁺共存的杂金属离子。在没有L 和N时，体系中Fe²⁺的有效浓度主要受Fe²⁺、CA用量，Fe²⁺:CA比值以及 pH控制。

该方法中通过引进配位剂柠檬酸，能够结合游离在溶液中的二价铁离子，从而适当降低反应中铁离子的浓度，并通过pH、柠檬酸用量以及柠檬酸：Fe²⁺配比来调控游离Fe²⁺浓度，从而控制硫酸根自由基的生成速率，使反应向着进攻有机污染物的方向进行，最大限度发挥药剂效能，提高有机物污染物的去除效率。

此外该方法中的柠檬酸(CA)除了具有常规配位剂的作用外，其本身还具有优异的复活Fe²⁺的能力，并具有直接活化过硫酸根生成硫酸根自由基的能力，因此，在优化条件下能够实现有机物的高效深度降解，该方法值得广泛推广应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种亚铁配位体系活化过硫酸盐降解有机污染物的方法，具体包括如下步骤：