[發(fā)明專利]一種光化學(xué)協(xié)同去除水中六價鉻和有機酚類污染物的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910320892.6
• 申請日: 2019-04-21
• 公開（公告）號: CN109956519B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王媛;雷瑤;蘭豪;黃家琰;董南
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/70;C02F1/72;C02F101/22;C02F101/34
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務(wù)所 52100
• 代理人: 李龍;程新敏

本發(fā)明提供一種光化學(xué)協(xié)同去除水中六價鉻和有機酚類污染物的方法，該方法是在空氣氣氛中，波長為185nm或172nm的真空紫外光輻照下，實現(xiàn)水體中有機酚類污染物的降解和六價鉻的還原，從而達到凈化復(fù)合污染廢水的目的。本發(fā)明簡單易行，在常溫常壓條件下即可進行，且反應(yīng)中無需加入任何輔助試劑或化學(xué)藥品，從而避免了可能引起的二次污染問題，節(jié)約了成本，是一項綠色的復(fù)合廢水綜合治理方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。屬于重金屬離子與有機污染物共存復(fù)合污染廢水控制技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用真空紫外光同時去除復(fù)合污染廢水中有毒六價鉻和有機酚類污染物的污水處理技術(shù)，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

重金屬離子和難降解有機污染物引起的水體污染是當前人類面臨的重大環(huán)境問題。重金屬離子屬于無機污染物，其中六價鉻(Cr(VI))是典型的高毒性、致畸和致突變有毒重金屬離子，主要存在于采礦、冶金、電鍍等行業(yè)的廢水中，而不適當?shù)拇鎯吞幹靡彩勾罅康你t釋放到環(huán)境，并廣泛分布于地表水和地下水。鉻在水中主要以三價(Cr(III))和六價(Cr(VI))形態(tài)存在，Cr(VI)的毒性是Cr(III)的100倍，Cr(III)在堿性條件下易形成Cr(OH)₃沉淀。世界衛(wèi)生組織嚴格規(guī)定飲用水中總鉻的濃度應(yīng)低于0.05mg/L。因此，為確保飲用水安全和人體健康必須對含Cr(VI)廢水進行有效的治理。酚類化合物是典型的有毒有害難降解有機污染物，美國EPA頒布的129項有限檢測物種有11項是酚類化合物，我國優(yōu)先控制污染物黑名單有68項，其中6項是酚類化合物。如苯酚是水體中常見的一種有機污染物，也是我國和美國的環(huán)境優(yōu)先控制污染物；雙酚A(2,2-雙-4-羥苯基丙烷，BPA)是典型的內(nèi)分泌干擾物；鄰苯二酚在2017年被世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌清單中被歸入2B類致癌物，而對苯二酚被歸入3類致癌物清單中。然而，實際水體是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，其中有機污染物和重金屬離子共存是普遍現(xiàn)象。事實上，酚類廢水中常常發(fā)現(xiàn)有六價鉻的存在。因此，針對有機酚類污染物與六價鉻共同導(dǎo)致的復(fù)合水體污染，開展有效的協(xié)同消減或去除方法的研究，對確保飲用水安全和水生生態(tài)系統(tǒng)安全尤為重要。

目前，相關(guān)的研究主要包括吸附和光催化技術(shù)。吸附技術(shù)主要是通過制備高效的吸附劑或?qū)ΜF(xiàn)有吸附劑進行改性，從而實現(xiàn)同時高效吸附重金屬離子和有機酚類污染物的目的，但重金屬離子和有機酚類污染物僅僅是發(fā)生了相轉(zhuǎn)移，尚存在再次釋放的危險。光催化技術(shù)則主要是通過制備不同的納米顆粒催化劑，在紫外或可見光的輻照下實現(xiàn)六價鉻的還原和有機物酚類的同時降解。因此，相比于吸附技術(shù)，光催化協(xié)同去除六價鉻離子和有機酚類污染物則更為有效。然而，光催化反應(yīng)體系必須加入顆粒催化劑，通常納米催化劑需要特殊的制備方法，限制了其規(guī)模化應(yīng)用，而且回收困難，一旦進入環(huán)境水體還會造成二次污染，危及水生生態(tài)系統(tǒng)安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種光化學(xué)協(xié)同去除水中六價鉻和有機酚類污染物的方法，以克服現(xiàn)有光催化協(xié)同去除技術(shù)中，高效催化劑制備繁瑣、回收困難，且易造成水環(huán)境中二次污染的問題。

為解決上述問題，擬采用這樣一種光化學(xué)協(xié)同去除水中六價鉻和有機酚類污染物的方法，該方法是在空氣氣氛下，六價鉻離子和有機酚類污染物共存復(fù)合水體在真空紫外光的輻照下，同時實現(xiàn)六價鉻的還原和有機酚類污染物的有效降解，其具體原理為：水在185nm或172nm真空紫外光的激發(fā)下發(fā)生均裂和光電離，產(chǎn)生羥基自由基(OH^·自由基)、水合電子(e_aq^-)和氫自由基(H^·)，具有還原性的水合電子或氫自由基將高毒性的六價鉻還原為毒性低、溶解度小的三價鉻，同時具有無選擇性且高氧化性的羥基自由基將酚類有機物氧化降解。

前述方法中，所述有機酚類污染物為苯酚、雙酚A、鄰苯二酚或?qū)Ρ蕉拥扔袡C酚類污染物；

前述方法中，所述的復(fù)合廢水體中有機酚類污染物濃度≤100毫克/升，六價鉻濃度≤50毫克/升，有機酚類污染物與六價鉻的濃度比為0.82～10∶1；