[發明專利]一種吸附降解水中高氯酸鹽的方法

無效

• 申請號: 201110343205.6
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102502911A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 楊一瓊;高乃云;郭洪光;馬艷
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F101/12
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種吸附降解水中高氯酸鹽的方法。

背景技術

高氯酸根是水中極其穩定的惰性離子，其中氯的氧化數為+7，具強氧化能力，但反應的活化能非常高，以致在大多環境條件下非常穩定，只有在濃的強酸條件下高濃度高氯酸根才具有強氧化性，低濃度高氯酸根具有很高的化學和電化學穩定性，不能被一般的還原劑還原。因為高氯酸根的電荷和離子半徑與碘離子非常接近，它與碘離子競爭進入人體的甲狀腺，從而阻礙碘的吸收，造成甲狀腺激素T3和T4合成量的減少，對人體甲狀腺功能有抑制作用，最終影響人體的發育。

高氯酸鹽的去除和污染修復采用的技術主要有陰離子交換及吸附劑吸附、化學還原、電化學還原、生物還原、膜分離技術等。吸附法和還原法是水中高氯酸鹽去除技術的主要手段。但常規的活性炭吸附方法存在對高氯酸鹽吸附容量有限，且吸附后易引起二次污染等問題；而由于高氯酸鹽還原速率慢的特點，以零價鐵為代表的金屬還原法又存在處理效率不高，耗時長的缺點；生物還原法需要培養還原菌，不僅耗時長，且無法保障飲用水安全；采用膜分離技術設備費用高，膜的質量將直接影響去除效果，同時需要對膜進行及時清洗和更換，因此在實際生產的推廣上受到制約。因此目前尚未有成熟合理的高氯酸鹽降解技術。

近年來的研究發現，在中性或堿性條件下，單質鐵或亞鐵氧化氮過程中，會形成翠綠色或深綠色的粉末狀物質，這種物質被稱為綠銹。其在空氣中極易被氧化，是鐵腐蝕的中間產物，最終產物可能是針鐵礦、纖鐵礦或磁鐵礦。綠銹的分子式是[Fe^II_6-xFe^III_x(OH)₁₂]^x+[(A)_x/ayH₂O]^x-，是Fe²⁺和Fe³⁺的氫氧化物和水合物的復合物，也是鐵氧體制備的中間產物，具有很強的還原性。影響綠銹還原能力的因素有：比表面積，層間構型，層間電荷量和(Fe^II/Fe^III)。

國內外許多學者對綠銹的吸附和還原特性都有研究。Ph?Refait、丁明等人認為綠銹具有極強的吸附能力，可降低溶液中的某些陰離子，如鉻酸根、硝酸根、硒酸根等。Hansen等認為，土壤和沉淀物滲濾液中的硝酸鹽除了能被微生物厭氧反硝化轉化成N₂O/N₂，還可被土壤中的綠銹還原成氨氣。Satapanajaru等報道，綠銹不能直接脫氯，但在反應過程中可提供活性Fe(II)和反應活性點，可顯著促進零價鐵還原異丙甲草胺。

中國專利CN?101481163A、中國專利CN?101481155A、和中國專利CN?101601992A均采用水合氧化鐵及表面活性劑等物質改性活性炭去除飲用水中高氯酸鹽，存在改性材料易脫附且達到吸附飽和后不能再生等不足。

目前利用綠銹吸附降解水中高氯酸鹽的方法尚未見報導。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷提供一種吸附降解水中高氯酸鹽的方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明中采用的綠銹具有極強的吸附性能，可用于處理受高氯酸鹽污染的水體。

一種吸附降解水中高氯酸鹽的方法，包含以下步驟：

(1)將吸附劑加入到待處理的水中：

(2)在一定轉速和溫度下，通過吸附劑對水中的高氯酸鹽進行吸附降解；

(3)吸附完成后，將水中的吸附劑截留分離處理。

所述的高氯酸鹽為溶于水的高氯酸鹽，優選高氯酸鈉、高氯酸鉀或高氯酸鋰等中的一種或一種以上。

所述的步驟(1)中待處理的水中的高氯酸鹽的初始濃度為200～5000μg/L。

所述的步驟(1)中吸附劑與待處理水的質量比為1∶50～1∶8。

所述的步驟(1)中吸附劑為新鮮的綠銹(FeFe₂(SO₄)₄(H₂O)₂)，其放置時間不超過24小時。

所述的步驟(1)中待處理水的pH為5～10。

所述的步驟(2)的吸附時間為15min～6h。

所述的步驟(2)的吸附溫度為5～35℃。

所述的步驟(2)的轉速為120～200rpm。