[發(fā)明專利]一種有機過氧酸活化亞硫酸鹽去除水中有機污染物的方法

有效

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• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112225306B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 趙曉丹;荊國華;周作明;武英
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/10;C02F101/30
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳丹艷

本發(fā)明公開了一種有機過氧酸活化亞硫酸鹽去除水中有機污染物的方法，通過有機過氧酸活化亞硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基和羥基自由基降解水中有機污染物，包括如下步驟：(1)將含有有機污染物的待處理水體的pH調(diào)節(jié)至3～10；(2)將亞硫酸鹽以及有機過氧酸加入含有有機污染物的待處理水體中，在室溫條件下攪拌反應5～60min，即可實現(xiàn)有機污染物的有效降解。本發(fā)明采用有機過氧酸作為活化劑，具有高效、低成本和無有毒副產(chǎn)物等優(yōu)點，無需提供額外的能源，操作簡單可靠。本發(fā)明適用于多種有機污染物的降解，具有自由基產(chǎn)率高、有機污染物去除效率高的特點，在水中有機污染物降解領域具有較好的優(yōu)勢。

技術領域

本發(fā)明屬于水污染處理技術領域，具體涉及一種有機過氧酸活化亞硫酸鹽去除水中有機污染物的方法。

背景技術

高級氧化技術主要是利用氧化劑分解成高活性自由基(羥基自由基和硫酸根自由基等)，快速降解水中的有機污染物，其中硫酸根自由基具有氧化還原電位高(2.5～3.1V)、反應活性受pH值影響小、半衰期長(30～40μs)、與有機污染物的反應速率高(10⁶～10⁹M^-1s^-1)、選擇性高等獨特的性質(zhì)，反應受水質(zhì)背景物質(zhì)影響較小，使得硫酸根自由基受到許多研究者的關注。目前過硫酸鹽和亞硫酸鹽是生成硫酸根自由基的主要來源。應用基于硫酸根自由基的高級氧化技術的關鍵是尋找高效活化過硫酸鹽和亞硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基的方法。

目前基于過硫酸鹽的活化方法存在以下不足：一是過硫酸鹽的成本較高；二是通過外加能源活化過硫酸鹽會增加設備投資和運行成本；三是采用過渡金屬離子活化過硫酸鹽存在金屬離子釋放的問題，有一定的環(huán)境風險。相比較而言，亞硫酸鹽廉價易得，但是亞硫酸鹽自氧化速率較慢，通常可采用過渡金屬離子活化、非均相活化劑的方法促進亞硫酸鹽自氧化過程來高活性自由基降解水中的有機污染物。均相過渡金屬離子活化劑具有技術難度低、活化效能高、耗能少的優(yōu)點，但是其存在金屬離子釋放的問題，有一定的環(huán)境風險。采用非均相活化劑具有能夠重復利用且無二次污染的有點，但是存在活化效能低、有機污染物去除效率較低的問題。且在這些活化過程中往往存在適應pH范圍窄，需要外加能量、運行成本高等問題，限制了亞硫酸鹽高級氧化工藝在實際工藝中的應用。因此有必要研發(fā)新型活化亞硫酸鹽體系，將這種體系用于構建產(chǎn)生高活性自由基的高級氧化體系，對于有機污染物降解具有重要的價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供了一種有機過氧酸活化亞硫酸鹽去除水中有機污染物的方法，解決了上述背景技術中亞硫酸鹽活化的問題。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供了一種有機過氧酸活化亞硫酸鹽去除水中有機污染物的方法，通過有機過氧酸活化亞硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基和羥基自由基降解水中有機污染物，包括如下步驟：

(1)將含有有機污染物的待處理水體的pH調(diào)節(jié)至3～10；

(2)將亞硫酸鹽以及有機過氧酸加入含有有機污染物的待處理水體中，在室溫條件下攪拌反應5～60min，實現(xiàn)有機污染物的降解；

其中，待處理水體中的有機污染物、有機過氧酸和亞硫酸鹽的摩爾濃度比為1∶10～100∶50～500。

本技術方案與背景技術相比，它具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明采用亞硫酸鹽替代傳統(tǒng)的過硫酸鹽，通過有機過氧酸活化亞硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基和羥基自由基降解水中有機污染物，有效克服了需要投加過渡金屬離子的問題，具有高效、無有毒副產(chǎn)物等優(yōu)點，無需提供額外的能源，操作簡單可靠避免二次污染，且無需外加能源，從而降低成本；

2.本發(fā)明活化產(chǎn)生硫酸根自由基的強氧化活性自由基，能夠?qū)崿F(xiàn)水中亞硫酸鹽和有機污染物的協(xié)同轉(zhuǎn)化，也適用于無機亞硫酸鹽和有機污染物共污染水體的修復；

3.本發(fā)明在常溫常壓下即可實現(xiàn)，適用pH范圍廣，處理效果好，操作簡便。

附圖說明