[發(fā)明專利]一種鹵代有機(jī)污染物廢水處理的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110273853.9
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN102351297A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 占金華;倪壽清;姜瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/58
• 分類號(hào): C02F1/58;C02F1/70;C02F1/52;C02F1/28
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鹵代有機(jī)污染物廢水處理的方法，屬于環(huán)境化學(xué)和環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

持久性有機(jī)污染物(Persistent?Organic?Pollutants，POPs)是當(dāng)今全球面臨的重大環(huán)境問題之一。2001年5月23日召開的斯德哥爾摩會(huì)議，通過了《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》，列舉了12種公認(rèn)的持久性有機(jī)污染物(POPs)。在2009年舉行的第四次締約方大會(huì)上，新增了9種新持久性有機(jī)污染物(POPs)：α-六氯環(huán)己烷、β-六氯環(huán)己烷、六溴聯(lián)苯醚和七溴聯(lián)苯醚、四溴聯(lián)苯醚和五溴聯(lián)苯醚、十氯酮、六溴聯(lián)苯、林丹、五氯苯、全氟辛烷磺酸及其鹽類和全氟辛基磺酰氟。它們多屬于鹵代有機(jī)污染物(halogenated?organic?compounds，HOCs)，由于之前無限制的使用使得它們在環(huán)境樣品中濃度較高，以多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)為例，其在環(huán)境樣品中的濃度甚至高于多氯聯(lián)苯(Polychlorinated?biphenyls，PCBs)，在生物體中含量從幾十ng/g到幾百ng/g。POPs在環(huán)境中具有長期穩(wěn)定性、可遷徙性以及生物富集性等特點(diǎn)，能干擾生物內(nèi)分泌系統(tǒng)，損壞生物的神經(jīng)系統(tǒng)，已對環(huán)境造成了極大的污染，常規(guī)的方法往往難以實(shí)現(xiàn)無害化，迫切需要發(fā)展一種高效、經(jīng)濟(jì)的處理方法。

零價(jià)鐵(zerovalent?iron，ZVI)被廣泛用來還原高度氧化的疏水性有機(jī)污染物(HOCs)，如六氯苯HCB、多氯聯(lián)苯PCBs、多氯代二苯-對-二惡英PCDDs等。近來，研究者利用ZVI修復(fù)被多溴聯(lián)苯醚PBDEs污染體系。應(yīng)用的零價(jià)鐵材料主要包括鐵屑、鐵粉、納米鐵粉等。鐵屑和鐵粉廉價(jià)易得，但因比表面積小，單位重量活性點(diǎn)位少，去除效率低而受到限制。研究發(fā)現(xiàn)顆粒尺寸由微米降到納米級(jí)能大大提高ZVI的反應(yīng)活性，能夠促進(jìn)對多溴聯(lián)苯醚PBDEs的降解。由于納米材料產(chǎn)率低，生產(chǎn)成本高，而且納米尺度本身不利于工程應(yīng)用，這些都限制了其商業(yè)化和工業(yè)應(yīng)用。納米ZVI活性較高，亦增加了儲(chǔ)存的難度和風(fēng)險(xiǎn)。職業(yè)安全和環(huán)境健康也是納米材料應(yīng)用所需要考慮的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鹵代有機(jī)污染物廢水處理的方法。采用本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)鹵代有機(jī)污染物還原脫鹵素，運(yùn)行成本低，易于工程應(yīng)用。

一種鹵代有機(jī)污染物廢水處理的方法，包括步驟如下：

(1)將海綿鐵用球磨機(jī)研磨30min～2h，過200～325目篩；

(2)取步驟(1)篩下的海綿鐵顆粒，按以下方式之一對鹵代有機(jī)污染物廢水進(jìn)行處理：

a.將海綿鐵顆粒加入到含有鹵代有機(jī)污染物的廢水中，每升廢水中加2～500g海綿鐵顆粒；在10～40℃條件下充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)100～180h，可有效降解廢水中的鹵代有機(jī)污染物；

b.將海綿鐵顆粒與載體按質(zhì)量比1∶(1-10)混合制成填料，再將填料均勻填充到填料塔中，含有鹵代有機(jī)污染物的廢水采用自上而下或自下而上的方式通過填料塔，污染物與海綿鐵充分反應(yīng)；廢水在填料塔內(nèi)的反應(yīng)溫度控制在10～40℃，廢水在填料塔內(nèi)的滯留時(shí)間為20-40h，廢水中的鹵代有機(jī)污染物得到有效降解。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的：

上述步驟(1)中所述海綿鐵為多孔性結(jié)構(gòu)，比表面積1～20m²/g；

上述步驟(1)中所述海綿鐵主要成分為鐵和氧，二者質(zhì)量之和占90％以上，還含有少量的碳、硅、鈣、錳和鎳等元素，其中鐵主要以零價(jià)鐵的形式存在；

上述步驟(2)a中所述海綿鐵顆粒內(nèi)部單質(zhì)鐵晶粒為納米級(jí)；

上述步驟(2)a中，對于鹵代有機(jī)污染物濃度為5-20mg/L的廢水，每升廢水加海綿鐵顆粒為4～300g；

上述步驟(2)a、b中控制反應(yīng)溫度15～30℃；

上述步驟(2)b中所述載體為活性炭、陶瓷粒、沸石、石英砂中的一種。

上述步驟(2)b中所述填料的填充厚度根據(jù)填料塔高度確定，填料的填充厚度應(yīng)保證廢水達(dá)到污染物設(shè)計(jì)去除效果；所述廢水在填料塔內(nèi)的滯留時(shí)間應(yīng)保證污染物與海綿鐵充分反應(yīng)。

本發(fā)明所述鹵代有機(jī)污染物是多氯聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚、鹵代烴、硝基甲苯、多溴聯(lián)苯、多氯苯、多氯酚中的一種或幾種的混合物；

本發(fā)明的反應(yīng)原理舉例如下，其中X代表Cl和Br：

Fe⁰→Fe²⁺+2e^-

Fe⁰+H⁺+e^-→Fe-H