[發明專利]一種可見光強化三價鐵活化過硫酸鹽處理有機廢水的方法

在審

• 申請號: 202010602720.0
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111747480A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 朱明山;銀仁莉;陸鋼;陳妍希
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 饒周全

本發明屬于污水處理領域，公開了一種可見光強化三價鐵(Fe(III))活化過硫酸鹽處理有機廢水的方法。本發明利用Fe(III)能與污染物之間形成配合物，在可見光的光照下，產生“配體?金屬電荷轉移過程”(LMCT)，即內部電荷發生了從污染物復合物到Fe(III)中的轉移，使Fe(III)轉化為Fe(II)，而無需添加其他配體或試劑就可以活化過硫酸鹽產生具有強氧化性的羥基自由基和硫酸根自由基，從而將污染物降解。本發明是一種新的且具有成本效益的活化方法，工藝流程十分簡單，可操作性強，能在較寬的pH范圍內高效地去除廢水中的污染物，具有廣闊應用前景。

技術領域

本發明屬于污水處理領域，具體涉及一種可見光強化三價鐵活化過硫酸鹽處理有機廢水的方法。

背景技術

長期以來，人們一直在研究利用芬頓和類芬頓反應生成氧化自由基來修復污染物。基于過氧二硫酸鹽(PDS)的類芬頓法能產生硫酸根自由基(·SO₄^-)和羥基自由基(·OH)，被認為對去除有機污染物具有巨大潛力。與H₂O₂，O₃，高鐵酸鉀和過氧一硫酸鹽(PMS)等其他傳統氧化劑相比，PDS具有相同質量價格最低；在水中壽命最長，活化能最低等優點。

鐵是地球上最豐富的過渡金屬元素，廣泛存在于地表水中，價格低廉，同時也是一種環境友好的材料。為了在高效活化PDS的同時節省成本并最大程度降低使用重金屬對人體健康和環境的風險，亞鐵離子是常用過渡金屬。但是，溶解的Fe(II)會迅速氧化成Fe(III)，從而導致氫氧化鐵沉淀和三氧化二鐵沉淀并抑制Fe(III)/Fe(II)循環，從而中止芬頓和類芬頓反應。而Fe(III)也只顯示出有限的PDS活化過程的能力。因此，進行從Fe(III)到Fe(II)有效的轉化是解決PDS氧化的關鍵問題，需要從實際角度分析Fe(III)如何激活PDS。

發明內容

本發明的目的是針對過硫酸鹽活化氧化體系現有技術的缺點和不足，提供一種可見光強化三價鐵活化過硫酸鹽處理有機廢水的方法；本方法提高有機污染物的降解效率的同時，解決了從Fe(III)到Fe(II)有效的轉化和循環問題。

本發明的技術方案具體如下：

一種可見光強化三價鐵活化過硫酸鹽處理有機廢水的方法，具體步驟如下：

向有機污染物溶液中加入Fe³⁺鹽并混合均勻，然后加入過硫酸鹽得到混合溶液，再用可見光照射所得混合溶液，開始處理有機廢水；

其中所述有機污染物為磺胺甲惡唑，苯酚，卡馬西平，布洛芬和苯并噻唑中的至少一種。

所述混合溶液中過硫酸鹽/有機污染物的質量濃度比為25～100:1；優選為40～60:1；更優選為50:1。

所述Fe³⁺鹽/過硫酸鹽的質量比為0.56～5.6:5；優選為1～2:5，更優選為1.12:5。

所述可見光的波長為420～900nm；所述可見光的光強范圍為10～100Mw/cm²；優選為100Mw/cm²。

所述過硫酸鹽為單過硫酸氫鉀(簡稱PMS，化學式為KHSO₅)和過硫酸鉀(簡稱PDS，化學式為K₂S₂O₈)中的至少一種；優選為PDS。

所述Fe³⁺鹽為氯化鐵，硫酸鐵和硝酸鐵中的至少一種；優選為氯化鐵。