[发明专利]零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法

说明书

零价铁强化次氯酸盐去除水中有机污染物的方法，本发明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％。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明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：

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。

本发明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。