[發明專利]一種利用過碳酸鈉降解廢水中鄰苯二甲酸酯的方法

在審

• 申請號: 201710206627.6
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106904725A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 荀志祥;王明新;朱崢嶸;黃蘭婷;沈犇
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于有機廢水處理技術領域，具體涉及一種利用過碳酸鈉降廢水中鄰苯二甲酸酯的方法。

背景技術

鄰苯二甲酸酯類物質(Phthalic Acid Esters，PAEs)是內分泌干擾物質，被廣泛應用于增塑劑、化妝品中，具有致畸性，致癌性，致突變性以及擬抗雌激素活性、擬抗甲狀腺激素活性等內分泌干擾特性。鄰苯二甲酸酯類物質很容易擴散到環境中，在土壤、大氣、水環境中均有檢出，是環境中常見污染物，嚴重威脅人體健康和生態環境，已經引起國內外的廣泛關注。高級氧化技術因其能夠快速有效地去除飲用水和污水中不同種類的有機污染物而備受關注，且發展迅速。包括催化濕式過氧化物氧化過程，催化臭氧氧化過程，光催化氧化過程，超聲波、微波輔助催化氧化過程以及高級納米催化氧化過程。其中，芬頓氧化技術在氧化過程中產生高度反應性羥基自由基，可無選擇性地將PAEs完全降解為無毒無害的小分子物質，對PAEs的氧化去除效果最好。但經典芬頓氧化中過氧化氫易分解生成水和氧氣，導致過氧化氫大量浪費。實際應用過程中硫酸亞鐵投加必須是固體，且硫酸亞鐵含鐵20％左右，相對于聚鐵的11％含鐵，大大增加了污泥處理強度，從而增加了廢水處理成本。芬頓處理容易返色，雙氧水與硫酸亞鐵的投加量與投加比例控制不好或三價鐵不沉淀容易導致廢水呈現出微黃色或黃褐色。

過碳酸鈉(SPC)，俗稱固體雙氧水，一種由碳酸鈉和過氧化氫以氫鍵形成的復合物，易水解并自發釋放H₂O₂，其活性氧的理論質量分數為15.3％，水溶液中的活性氧化物種是過氧陰離子(HO₂^-)，且由于包含過碳酸根陰離子而具有更高的反應活性，能氧化C＝C、R—COO—R、苯環等官能團。與液態H₂O₂相比，它性質更穩定，更容易保存與運輸，分解產物為H₂O₂和Na₂CO₃，具有無毒、無臭、無污染等優點。且不加入任何催化劑就可以達到很好的去除效果，避免了催化劑帶來的一系列問題。因此，可以使用SPC作為新型氧化劑。

本發明在申請人多年研究的基礎上，公開了一種利用SPC降解廢水中PAEs的方法，實現了PAEs廢水的快速高效降解。

發明內容

本發明提供了一種利用SPC降解廢水中PAEs的方法，解決了經典芬頓法H₂O₂不易儲存運輸、容易無效分解、需要較強酸性環境等問題。也解決了亞鐵鹽帶來二次污染和帶來大量污泥等問題。可廣泛用于廢水有機污染的修復。

本發明為一種利用SPC降解廢水中PAEs的方法，具體技術方案如下：首先向PAEs污染廢水中投加SPC，用鹽酸和氫氧化鈉控制廢水的pH，再放于恒溫振蕩器中進行降解反應。處理后廢水中PAEs的去除率最高可達90％以上。

所述的廢水中PAEs的濃度為2～50mg/L。

所述的SPC為廢水中鄰苯二甲酸酯摩爾質量的1～5倍。

所述的pH為4～12，pH的控制用鹽酸和氫氧化鈉調節。

所述的恒溫振蕩器的溫度為常溫，轉速為180r/min。

所述的降解時間為1～5h。

本發明中，SPC的主要作用是通過水分產生具有強氧化性的H₂O₂和過氧陰離子，能氧化C＝C、R—COO—R、苯環等官能團。在沒有催化劑的情況下PAEs氧化降解率較高的原因是：PAEs酯鍵中的碳氧雙鍵是強極性鍵，π電子向電負性較大的氧原子轉移，使C上帶正電性，在強堿性條件下，OH^－作為親核試劑與羰基C結合，酰氧鍵中O的電子云偏移至C，促進了C—O鍵裂解；堿性SPC水溶液中存在的過碳酸根陰離子(HCO₃^－+H₂O₂→HCO₄^－+H₂O)提高了過氧陰離子(HO₂^－)的氧化活性。

本發明的有益效果：本發明工藝條件簡單、操作要求低，PAEs降解率高，降解速度快。無需加入催化劑，避免了經典芬頓反應中硫酸亞鐵的投加帶來的大量污泥，大大減少了處理成本。也有效克服了經典芬頓反應中大量鐵離子的存在而引起的二次污染以及H₂O₂浪費量大、利用率不高等問題。

具體實施方式