[發明專利]一種利用零價鋁和氧化銅去除水中鹵代有機污染物的方法

有效

• 申請號: 202010230652.X
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111285445B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 張濤;李金春子
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F101/36
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 魏玉嬌

本發明涉及一種利用零價鋁和氧化銅去除水中鹵代有機污染物的方法，屬于水污染處理技術領域。該方法包括以下步驟：S1、將零價鋁粉和氧化銅粉按照(5?500):1的質量比混合，混合粉末填充到固定床反應器中；S2、在含有鹵代有機污染物的水中加入電解質，得到混合溶液，將混合溶液從固定床反應器底部泵入反應器中，處理后的溶液經反應器上端的出水口排出；本發明的技術方案利用零價鋁與氧化銅在電解質存在的條件下形成電偶腐蝕的原理，通過加入氧化銅和電解質強化零價鋁對鹵代有機物的還原活性，該方法能夠有效去除水中鹵代有機污染物，且處理后的水中鋁離子和銅離子溶出量很低不會產生二次污染，方法高效、操作簡單、所用藥品價廉易得。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種利用零價鋁和氧化銅去除水中鹵代有機污染物的方法。

背景技術

鹵代有機物的大量使用和排放使得水體中鹵代有機物污染日益嚴重，威脅著生態安全與人體健康。并且，鹵代有機污染物具有環境持久性、難生物降解、生物積累性、高毒性和長距離遷移能力等特點，如何有效解決鹵代污染物一直是環境領域關注的焦點。

零價鋁具有較低的氧化還原電位，較高的還原能力，且資源豐富，可用于水中鹵代污染物的脫鹵，降低鹵代有機污染物的毒性。但是，由于零價鋁極容易在空氣中被氧氣氧化，其表面形成的氧化鋁薄膜非常致密不導電，且在pH4-9范圍內非常穩定，從而抑制了零價鋁在在實際應用中的反應活性。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種利用零價鋁/氧化銅組合去除水中鹵代有機污染物的方法，該方法利用零價鋁與氧化銅在電解質存在的條件下形成電偶腐蝕，從而解決了零價鋁在中性條件下反應活性低的問題，實現了對水中鹵代有機物的高效去除。

為了實現本發明的目的，本發明提供的技術方案為，一種利用零價鋁和氧化銅去除水中鹵代有機污染物的方法，該方法包括以下步驟：

S1、將零價鋁粉和氧化銅粉按照(5-500):1的質量比混合，混合粉末填充到固定床反應器中；

S2、在含有鹵代有機污染物的水中加入含氯離子的鹽作為電解質，添加濃度為0.01-1.0mmol/L，得到混合溶液，將混合溶液泵入固定床反應器中，停留時間為0.1-1小時，處理后的溶液經反應器出水口排出。

上述利用零價鋁和氧化銅去除水中鹵代有機污染物的方法進一步的技術方案：

優選的，步驟S1中所述零價鋁粉粒徑為100-200目，氧化銅粉的粒徑為1-5微米。

優選的，步驟S2中所述鹵代有機污染物為氯代有機物、溴代有機物、碘代有機物中的一種或兩種及以上混合物。

優選的，所述鹵代有機污染物為2,4-二氯酚或泛影酸鈉。

優選的，步驟S2中所述電解質為氯化鈉，添加至濃度為0.1mmol/L。

本發明相比現有技術的有益效果在于：

1)本發明的技術方案利用零價鋁與氧化銅在電解質存在的條件下形成電偶腐蝕的原理，通過加入氧化銅和電解質強化零價鋁對鹵代有機物的還原活性。氧化銅的加入使得體系中陽極和陰極得到分離，增加了在陽極附近產生的鋁離子和陰極附近產生的氫氧根離子的遷移距離，使得氫氧化物沉淀更易在溶液中而不是在零價鋁表面生成，緩解零價鋁表面鈍化層的生成，提高零價鋁的反應活性，同時電解質中的氯離子可在零價鋁表面產生點蝕作用，進一步促進零價鋁表面的腐蝕。

2)本發明提供了處理所述鹵代有機污染物的方法，能夠有效去除水中鹵代有機污染物，且處理后的水中鋁離子和銅離子溶出量很低不會產生二次污染。本發明方法高效、操作簡單、所用藥品價廉易得。

3)對采用本發明方法處理前后的廢水進行檢測，發現經本發明方法處理后，2,4-二氯酚或泛影酸鈉去除率均達到90％以上，最高可達到100％。

附圖說明