[發(fā)明專利]一種活化劑復(fù)合材料活化過硫酸鹽降解水體中有機(jī)污染物的方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201410419922.6 | 申請(qǐng)日: | 2014-08-22 |
| 公開(公告)號(hào): | CN104129841A | 公開(公告)日: | 2014-11-05 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 晏井春;陳夢(mèng)舫;錢林波;高衛(wèi)國;韓璐 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 中國科學(xué)院南京土壤研究所 |
| 主分類號(hào): | C02F1/72 | 分類號(hào): | C02F1/72 |
| 代理公司: | 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207 | 代理人: | 蔣海軍 |
| 地址: | 210008 *** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 活化劑 復(fù)合材料 活化 硫酸鹽 降解 水體 有機(jī) 污染物 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及水污染控制技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種活化劑復(fù)合材料活化過硫酸鹽降解水體中有機(jī)污染物的方法。
背景技術(shù)
工業(yè)的高速發(fā)展導(dǎo)致水污染問題日益嚴(yán)峻,水體中有機(jī)物污染嚴(yán)重威脅人體健康及生態(tài)環(huán)境安全。如何快速、有效地實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染水體治理和修復(fù)成了環(huán)境工作者的重要任務(wù)。雖然以雙氧水(H2O2)為氧化劑的高級(jí)氧化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)水體中大多數(shù)有機(jī)物的快速降解,但在實(shí)際應(yīng)用中,H2O2自身不穩(wěn)定和所產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)在水體中壽命短以及對(duì)某些有機(jī)物,如全氟羧酸等不能有效降解等缺點(diǎn),因此,需要尋找新型、高效的高級(jí)氧化技術(shù)實(shí)現(xiàn)水體中有機(jī)污染物的高效、安全降解。
活化過硫酸鹽(S2O82-)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的硫酸根自由基(SO4·-,E0=2.6V)用于水體中有機(jī)污染物的降解,是最近發(fā)展起來的新領(lǐng)域,是目前最具有應(yīng)用潛力的高級(jí)氧化技術(shù)之一?;罨^硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)降解有機(jī)污染水體具有以下的優(yōu)點(diǎn):(1)氧化劑穩(wěn)定性好。過硫酸鹽可在水環(huán)境中穩(wěn)定存在達(dá)數(shù)周之久,其穩(wěn)定性遠(yuǎn)大于O3和H2O2,有利于降解反應(yīng)時(shí)的傳質(zhì)過程;(2)溶解性好,且水溶液的比重大于水,可以在水體中加入高濃度的過硫酸鹽,利用濃度梯度進(jìn)行擴(kuò)散,充分與目標(biāo)有機(jī)污染物接觸;(3)與O3和H2O2相比不會(huì)以氣、熱等形式造成能量浪費(fèi);(4)SO4·-降解水體中有機(jī)污染物時(shí)受pH影響小,且中性時(shí)降解效果最好,這有利于應(yīng)用到近中性的天然緩沖體系。(5)SO4·-的壽命(半衰期為4s)比·OH(壽命小于1μs)長(zhǎng),反應(yīng)時(shí)增大了自由基與污染物接觸反應(yīng)的機(jī)會(huì),氧化劑利用率高。
應(yīng)用過硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)的關(guān)鍵是如何高效活化過硫酸鹽產(chǎn)生SO4·-。常規(guī)活化過硫酸鹽的方法包括紫外光、熱、微波等物理手段和過渡金屬離子,如Fe2+、Ag+、Cu2+、Mn2+、Ce2+、Co2+等化學(xué)方法活化。由于常規(guī)的活化方法存在一些不足,如紫外光、熱、微波等物理手段活化過硫酸鹽時(shí)需要外加能量,所需能耗高;過渡金屬離子如Fe2+等可有效活化過硫酸鹽產(chǎn)生SO4·-,但為了防止Fe2+沉淀,反應(yīng)需在pH<3條件下進(jìn)行。此外,液中Fe2+易與產(chǎn)生的SO4·-反應(yīng),降低了過硫酸鹽的利用率。
SO4·-+Fe2+→Fe3++SO42-
在Fe2+活化過硫酸鹽體系中加入檸檬酸(CA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、氮三乙酸(NTA)等絡(luò)合劑能夠有效拓寬Fe2+/S2O82-體系pH應(yīng)用范圍及提高體系的氧化效率。但由于絡(luò)合劑多為有機(jī)物,產(chǎn)生的SO4·-也會(huì)對(duì)其發(fā)生降解作用,因此,在使用過程中需要不斷加入絡(luò)合劑以維持活化反應(yīng)的不斷進(jìn)行,增加了水體處理成本及消耗了氧化劑過硫酸鹽。此外,絡(luò)合劑加入會(huì)增加溶液中的化學(xué)需氧量(COD),引起二次污染。
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