[發明專利]一種活化過硫酸鹽降解水中有機污染物的方法

在審

• 申請號: 201510826485.4
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105314728A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 黃鑫;蘇曼;劉齊珍;黃智峰;蘇德龍;周吉峙
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/58;C02F1/28
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明屬于飲用水和廢水處理技術領域，具體涉及一種活化過硫酸鹽降解水中有機污染物的方法。

技術背景

水處理領域中有機污染物的去除一直是研究的熱點。過硫酸鹽作為一種強效氧化藥劑，具有易運輸、穩定性強、易溶于水和易傳質等特點，已得到廣泛應用。

過硫酸鹽較穩定，它對有機物作用的機理是在加熱、紫外光（UV）、過渡金屬離子、強堿性環境等外部條件作用下，產生強氧化性的硫酸根自由基，從而降解有機物。過硫酸鹽活化技術分為均相和非均相兩種。非均相技術是利用不同的固體催化劑實現對過硫酸鹽的氧化，例如過渡金屬氧化物（發明專利CN102020350A）或由幾種化學藥品組合而成的活化劑（發明專利CN104071886A），這種非均相活化極易造成藥劑混合不均、活化效率較低等問題，并且有的使用了昂貴的過渡金屬。其余活化方法如超聲活化法（發明專利CN103539249A）、電化學法（發明專利CN103342405B）在一定程度上克服了藥劑混合不均問題，但這些方法裝置復雜，能源消耗大。此外，過硫酸鹽活化法在降解有機物的同時產生大量的硫酸根離子，造成二次污染。而《生活飲用水衛生標準(GB5749-2006)》中規定，硫酸根離子的濃度不得超過250mg/L。因此這些方法在實際應用中需進一步研究和完善。

發明內容

本發明的目的在于提供一種活化過硫酸鹽降解水中有機污染物的方法，同時解決傳統過硫酸鹽降解有機物時產生大量硫酸根離子造成的二次污染問題。

本發明具體通過以下技術方案實現：

一種活化過硫酸鹽降解水中有機污染物的方法，其步驟如下：

(1).配制堿藥劑溶液，記為溶液A；

(2).按照一定比例配得二價金屬鹽和三價金屬鹽混合溶液B；

(3).劇烈攪拌混合溶液B，并將堿藥劑溶液A投加至溶液B中，得到混合乳濁液，繼續攪拌30～120min，得到復合溶液；

(4).對上述復合溶液加熱，保持溫度50～80℃，靜置4～24h，冷卻后取出，得到新的混合乳濁液C；

(5).將待處理水樣加入冷卻后的乳濁液C，水樣與乳濁液C的體積比為10:1～50:1，再加入質量濃度為20～200mg/L的過硫酸鹽溶液，攪拌反應，過硫酸鹽被乳濁液活化產生強氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化待處理水樣中有機物后轉化成硫酸根離子，并被乳濁液中的懸浮微小顆粒物吸收，從而既降解有機物又消除二次污染。

所述的堿藥劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣中的一種，所形成的溶液pH為8～12。

所述的二價金屬鹽溶液為硝酸鎂、硝酸銅、硝酸鈣、氯化鎂、氯化銅、氯化鈣中的一種或幾種按任意比混合的混合物。

所述的三價金屬鹽為硝酸鋁、硝酸鐵中的一種或幾種按任意比混合的混合物。

所述的二價金屬鹽和三價金屬鹽的的摩爾比為1:1～6:1。

本發明采用乳濁液活化過硫酸鹽降解有機物，過硫酸鹽活化后產生的硫酸根離子能被乳濁液吸附和吸收，可有效降低甚至消除二次污染，活化后的乳濁液最終形成金屬氫氧化物沉淀，不會對后續處理產生不良影響；由于乳濁液粒徑小，分散快，傳質迅速，反應速率得以有效增加，提高污水處理效率的同時降低藥耗和能耗；本技術方案使用普通的金屬鹽藥劑，原料易得，與傳統的非均相活化相比成本得以大幅度降低；該降解處理方法操作簡單，對設備的要求不高，實用性強，與傳統的非均相活化方法相比成本低廉。

具體實施方式

現將本發明的具體實施例進一步詳細描述于后。

實施例一

將本發明一種活化過硫酸鹽降解水中有機污染物的方法應用于處理含10mg/L羅丹明印染廢水，其具體步驟如下：

(1).配制100mL60g/L氫氧化鈉溶液，記為溶液A；

(2).配制摩爾比為3：1的硝酸鎂和硝酸鋁混合溶液100mL，記為溶液B；

(3).劇烈攪拌混合溶液B，并將溶液A溶液投加至溶液B中，持續攪拌90min，得到復合溶液；

(4).對上述復合溶液加熱，保持溫度65℃，靜置20h后，自然冷卻后取出，得到乳濁液C；

(5).將乳濁液C投入待處理的印染廢水中，待處理的印染廢水與乳濁液的體積比為10:1～50:1，并加入過硫酸鉀固體，攪拌使其溶解后，過硫酸鉀的質量濃度為50mg/L，充分混合4h，反應后取水樣測定，其中，對印染廢水中羅丹明的去除率為96.8%。

實施例二